JP7378491B2 - Medical treatment systems, methods, and devices using multiple fluid lines - Google Patents

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Description

腹膜透析(PD)では、患者の腹膜腔内に滅菌水溶液(腹膜透析液または透析液と呼ばれる)を定期的に注入する必要がある。自己体膜を横切って溶液と血流との間で拡散および浸透の交換が行われる。これらの交換は、老廃物を、通常腎臓が排出する透析液に運ぶ。老廃物は、通常、ナトリウムおよび塩化イオンのような溶質、ならびに尿素、クレアチニンおよび水のような、通常腎臓を通して排出される他の化合物からなる。透析中に腹膜を横切る水の拡散は、限外ろ過と呼ばれる。 Peritoneal dialysis (PD) requires the periodic injection of a sterile aqueous solution (called peritoneal dialysis fluid or dialysate) into a patient's peritoneal cavity. Diffusion and osmotic exchange takes place between solutions and the bloodstream across autologous body membranes. These exchanges transport waste products to the dialysate, which is normally excreted by the kidneys. Waste products usually consist of solutes such as sodium and chloride ions, and other compounds that are normally excreted through the kidneys, such as urea, creatinine and water. The diffusion of water across the peritoneum during dialysis is called ultrafiltration.

従来の腹膜透析液は、限外ろ過を通して患者から水を除去するために必要な浸透圧を生成するために十分な濃度のブドウ糖を含む。 Conventional peritoneal dialysis fluid contains a sufficient concentration of glucose to generate the osmotic pressure necessary to remove water from the patient through ultrafiltration.

持続携帯式腹膜透析(CAPD)は、PDの一般的な形態である。患者は、1日に約4回、手動でCAPDを行う。CAPDのための排液/充填処置の間、患者は、最初に、自身の腹膜腔から使用済みの腹膜透析液を排液し、その後、自身の腹膜腔に新鮮な腹膜透析液を注入する。この排液および充填処置は、通常、約1時間かかる。 Continuous ambulatory peritoneal dialysis (CAPD) is a common form of PD. Patients perform CAPD manually approximately four times a day. During a drain/fill procedure for CAPD, the patient first drains the used peritoneal dialysate from his peritoneal cavity and then injects fresh peritoneal dialysate into his peritoneal cavity. This drain and fill procedure typically takes about an hour.

自動腹膜透析(APD)は、PDの別の形態である。APDは、サイクラと呼ばれる機械を使用して、自動的に、腹膜透析液を患者の腹膜腔に注入し、滞留させ、腹膜腔から排液する。APDは、PD患者に対して特に魅力的であり、それは、夜間、患者が眠っている間に行うことができるためである。これにより、患者が起きている時間および作業している時間において、患者がCAPDを毎日行う必要がなくなる。 Automated peritoneal dialysis (APD) is another form of PD. APD uses a machine called a cycler to automatically inject peritoneal dialysis fluid into the patient's peritoneal cavity, allow it to dwell, and drain the peritoneal cavity. APD is particularly attractive for PD patients because it can be performed at night while the patient is asleep. This eliminates the need for the patient to perform CAPD every day while the patient is awake and working.

APD手順は、通常、数時間続く。それは、腹膜腔から使用済みの透析液を空にする初期排液段階で開始することが多い。そして、APD手順は、順々に起こる連続した充填段階、滞留段階および排液段階を通して続く。各充填/滞留/排液手順をサイクルと呼ぶ。 APD procedures typically last several hours. It often begins with an initial drainage phase that empties the used dialysate from the peritoneal cavity. The APD procedure then continues through successive fill, dwell and drain phases that occur in sequence. Each fill/dwell/drain procedure is called a cycle.

充填段階中、サイクラは、患者の腹膜腔内に、所定量の新鮮な加温された透析液を運ぶ。透析液は、ある期間、腹膜腔内に残る(すなわち「滞留する」)。これを、滞留段階と呼ぶ。排液段階中、サイクラは、腹膜腔から使用済みの透析液を取り除く。 During the filling phase, the cycler delivers a predetermined volume of fresh, warmed dialysate into the patient's peritoneal cavity. The dialysate remains within the peritoneal cavity (ie, "settles") for a period of time. This is called the residence stage. During the drainage phase, the cycler removes used dialysate from the peritoneal cavity.

所与のAPDセッション中に必要な充填/滞留/排液サイクルの数は、患者のAPDレジメンに対して処方された透析液の総容積によって決まり、治療処方箋の一部として入力されるか、またはサイクラによって計算される。 The number of fill/dwell/drain cycles required during a given APD session is determined by the total volume of dialysate prescribed for the patient's APD regimen, and may be entered as part of the treatment prescription or Calculated by cycler.

APDは、種々の方法で実施することができ、かつ実施される。 APD can and is implemented in a variety of ways.

持続携帯式腹膜透析(CCPD)は、1つの一般に使用されるAPDモダリティである。CCPDの各充填/滞留/排液段階の間、サイクラは、処方された容積の透析液を注入する。規定された滞留期間の後、サイクラは、この液体容積を患者から完全に排液し、腹膜腔を空にするかまたは「ドライな状態にする」。通常、CCPDは、処方された治療容積を達成するために4回~8回の充填/滞留/排液サイクルを採用する。 Continuous ambulatory peritoneal dialysis (CCPD) is one commonly used APD modality. During each fill/dwell/drain phase of the CCPD, the cycler infuses the prescribed volume of dialysate. After a defined dwell period, the cycler drains this fluid volume completely from the patient, emptying or "drying" the peritoneal cavity. Typically, CCPDs employ four to eight fill/dwell/drain cycles to achieve the prescribed treatment volume.

CCPDにおける最後の規定された充填/滞留/排液サイクルの後、サイクラは、最終充填容積を注入する。最終充填容積は、長期間、患者の体内に滞留する。それは、夕方の次のCCPDセッションの開始時、または昼間の交換中、排液される。最終充填容積は、サイクラが提供する連続したCCPD充填/滞留/排液充填サイクルの充填容積とは異なる濃度のブドウ糖を含むことができる。 After the last prescribed fill/dwell/drain cycle in the CCPD, the cycler injects the final fill volume. The final filled volume remains in the patient's body for an extended period of time. It is drained at the beginning of the next CCPD session in the evening or during daytime exchanges. The final fill volume may contain a different concentration of glucose than the fill volumes of successive CCPD fill/dwell/drain fill cycles provided by the cycler.

間欠式腹膜透析(IPD)は、別のAPDモダリティである。IPDは、通常、緊急時、患者が急に透析治療に入るときに使用される。IPDはまた、患者がPDを必要とするときにも使用することができるが、CAPDの責務を負うことはできず、または家庭で行うことができない。 Intermittent peritoneal dialysis (IPD) is another APD modality. IPD is typically used in emergencies when a patient suddenly enters dialysis treatment. IPD can also be used when a patient needs PD, but cannot take on the responsibility of CAPD or can do it at home.

CCPDのように、IPDは、一連の充填/滞留/排液サイクルを含む。CCPDとは異なり、IPDは、最終充填段階を含まない。IPDでは、APD治療セッション間に、患者の腹膜腔には透析液がないまま(または「ドライな状態」)である。 Like CCPD, IPD involves a series of fill/dwell/drain cycles. Unlike CCPD, IPD does not include a final filling step. In IPD, the patient's peritoneal cavity remains free of dialysate (or "dry") between APD treatment sessions.

タイダル腹膜透析(TPD)は、別のAPDモダリティである。CCPDのように、TPDは、一連の充填/滞留/排液サイクルを含む。CCPDとは異なり、TPDは、各排液段階中、腹膜腔から透析液を完全に排液しない。代わりに、TPDは、第1充填段階中に基礎容積を確立し、第1排液段階中はこの量の一部しか排液しない。後続する充填/滞留/排液サイクルは、基礎容積に加えて交換容積を注入し、その後排液する。最後の排液段階は、腹膜腔からすべての透析液を取り除く。 Tidal peritoneal dialysis (TPD) is another APD modality. Like CCPD, TPD involves a series of fill/dwell/drain cycles. Unlike CCPD, TPD does not completely drain dialysate from the peritoneal cavity during each drainage step. Instead, the TPD establishes a basal volume during the first filling phase and drains only a portion of this volume during the first draining phase. The subsequent fill/dwell/drain cycle injects and then drains the base volume plus the exchange volume. The final drainage step removes all dialysate from the peritoneal cavity.

患者に対して完全に排液がなされ新たな完全基礎容積の透析液が注入されるサイクルを含む、TPDの変形がある。 There are variations of TPD that involve cycles in which the patient is completely drained and a new full basal volume of dialysate is injected.

TPDは、CCPDのように最終充填サイクルを含むことができる。別法として、TPDは、IPDのように最終充填サイクルを回避することができる。 TPD, like CCPD, can include a final fill cycle. Alternatively, TPD can avoid the final fill cycle like IPD.

APDは、透析を必要とする人に柔軟性および生活の質の向上を提供する。APDは、人によってはCAPDの毎日の実施が提示する疲労および不都合から患者を解放することができる。APDは、患者に対して、透析液交換を行う必要のない患者の起きている時間および作業している時間を返すことができる。 APD provides flexibility and improved quality of life for those who require dialysis. APD can relieve patients from the fatigue and inconvenience that the daily performance of CAPD presents to some. The APD can return to the patient the patient's waking and working hours without the need to perform dialysate exchanges.

本開示の実施形態は、実質的に本明細書に示され、説明されるような容量測定標準セットまたはサイクラを提供する。 Embodiments of the present disclosure provide a capacitance measurement standard set or cycler substantially as shown and described herein.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムの較正のための容量測定標準セットは、カセットベースのポンプシステム内に設置された密封するように構成された剛体を含み得る。剛体は、中央体と、ポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状をそれぞれが有する複数の固体ポンプ室領域とを有し得る。剛体は、流路およびオリフィスがない場合がある According to another embodiment of the present disclosure, a volumetric standard set for calibration of a cassette-based pump system may include a rigid body configured to seal installed within the cassette-based pump system. The rigid body may have a central body and a plurality of solid pump chamber regions each having a predefined shape defining a known volume of the pump chamber region. Rigid bodies may lack channels and orifices

いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは金属であり得る。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットを機械加工することができる。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製され得る。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、材料添加プロセスを介して構築され得る。いくつかの実施形態では、中央体は、剛体の最も厚い部分の厚さの少なくとも半分に相当する厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、中央体は、剛体の最も厚い部分の少なくとも60%に相当する厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、中央体は、剛体の最も厚い部分の2分の1から4分の3の範囲に相当する厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットは、カセットシートを含まない。 In some embodiments, the capacitance measurement standard set can be metal. In some embodiments, a set of capacitance measurement standards can be machined. In some embodiments, the capacitance measurement standard set may be made from a list of materials consisting of aluminum, steel, and plastic. In some embodiments, a volumetric standard set may be constructed through a material addition process. In some embodiments, the central body may have a thickness that is at least half the thickness of the thickest portion of the rigid body. In some embodiments, the central body may have a thickness equal to at least 60% of the thickest portion of the rigid body. In some embodiments, the central body may have a thickness ranging from one-half to three-quarters of the thickest portion of the rigid body. In some embodiments, the volumetric standard cassette does not include a cassette sheet.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムの較正のための容積測定標準カセットは、完全に固体であり得、第1の面および対向する第2の面を含み得る中央体を含み得る。容積測定標準カセットは、中央体の少なくとも第1の面から延在し、中央体の周縁に位置する周壁ならびにいくつかの内壁を含むいくつかの壁をさらに含み得る。容積測定標準カセットは、ポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状をそれぞれが有するいくつかの固体ポンプ室領域をさらに含み得る。容積測定標準カセットは、液体をポンプで送ることができない場合がある。 According to another embodiment of the present disclosure, a volumetric standard cassette for calibration of a cassette-based pump system has a central body that can be completely solid and that can include a first surface and an opposing second surface. may include. The volumetric standard cassette may further include a number of walls extending from at least the first side of the central body, including a peripheral wall located at the periphery of the central body as well as several interior walls. The volumetric standard cassette may further include a number of solid pump chamber regions each having a predefined shape defining a known volume of the pump chamber region. Volumetric standard cassettes may not be able to pump liquids.

いくつかの実施形態では、シートは、容積測定標準カセットの任意の数の壁に結合されてはならない。いくつかの実施形態では、中央体の第1の面は、カセットシートによって覆われていなくてもよく、ポンプ室領域を含み得る。いくつかの実施形態では、中央体の第1の面と反対側の面の両方が、カセットシートによって覆われていなくてもよい。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、材料添加プロセス、機械加工、および成形からなるプロセスのリストから作成することができる。いくつかの実施形態では、容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製され得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの反対側の面は平坦であり得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの第1の面は、内壁の壁によって取り囲まれ得るいくつかの突起を含み得る。いくつかの実施形態では、壁はドラフトフリーであり得る。 In some embodiments, the sheet must not be bonded to any number of walls of the volumetric standard cassette. In some embodiments, the first side of the central body may be uncovered by a cassette sheet and may include a pump chamber region. In some embodiments, both the first side and the opposite side of the centerbody may be uncovered by the cassette sheet. In some embodiments, a volumetric standard set can be created from a list of processes consisting of material addition processes, machining, and molding. In some embodiments, the capacitance measurement standard set may be made from a list of materials consisting of aluminum, steel, and plastic. In some embodiments, the opposite side of the volumetric standard cassette can be flat. In some embodiments, the first side of the volumetric standard cassette may include a number of protrusions that may be surrounded by walls of the inner wall. In some embodiments, the walls may be draft free.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムの較正のための使い捨てポンプカセットのカセットアナログは、第1の面および対向する第2の面を有する中央体を含み得る。カセット類似体は、少なくとも第1の面上にいくつかのシーリングリブをさらに含み得る。カセットアナログは、第1のポンプ室領域および第2のポンプ室領域をさらに含み得る。第1および第2のポンプ室領域のそれぞれは、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の選択された充填量を表す、定義された、寸法的に安定した形状を有し得る。第1の面および反対側の面は、開いた面であるか、またはオーバーレイするカセットシートがない場合がある。カセットアナログは、液体をポンピングできない場合がある。 According to another embodiment of the present disclosure, a cassette analog of a disposable pump cassette for calibration of a cassette-based pump system may include a central body having a first surface and an opposing second surface. The cassette analog may further include a number of sealing ribs on at least the first side. The cassette analog may further include a first pump chamber region and a second pump chamber region. Each of the first and second pump chamber regions may have a defined, dimensionally stable shape representing a selected fill level of the corresponding pump chamber within the disposable pump cassette. The first side and the opposite side may be open sides or have no overlying cassette sheet. Cassette analogs may not be able to pump liquids.

いくつかの実施形態では、カセット類似体は金属で形成され得る。いくつかの実施形態では、中央体は完全に固体であり得る。いくつかの実施形態では、中央体は、いかなる通過も欠いていてもよい。いくつかの実施形態では、選択された充填容量は、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の完全なポンプ室容量であり得る。いくつかの実施形態では、選択された充填容量は、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の空のポンプ室容量であり得る。いくつかの実施形態では、選択された充填容量は、使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の完全なポンプ室容量と空のポンプ室容量との間の中間容量であり得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの反対側の面は平坦であり得る。いくつかの実施形態では、容積測定標準カセットの第1の面は、シーリングリブによって囲まれるいくつかの突起を含み得る。突起の数は、使い捨てポンプカセットのバルブシートの数に対応する位置に配置することができる。いくつかの実施形態では、カセットアナログは、ポート、スパイク、および取り付けられた流体ラインを欠いてもよい。 In some embodiments, the cassette analog may be formed of metal. In some embodiments, the midbody can be completely solid. In some embodiments, the midbody may lack any passages. In some embodiments, the selected fill volume may be the full pump chamber volume of the corresponding pump chamber within the disposable pump cassette. In some embodiments, the selected fill volume may be the empty pump chamber volume of the corresponding pump chamber within the disposable pump cassette. In some embodiments, the selected fill volume may be an intermediate volume between the full pump chamber volume and the empty pump chamber volume of the corresponding pump chamber within the disposable pump cassette. In some embodiments, the opposite side of the volumetric standard cassette can be flat. In some embodiments, the first side of the volumetric standard cassette may include a number of protrusions surrounded by sealing ribs. The number of protrusions can be placed in positions corresponding to the number of valve seats on the disposable pump cassette. In some embodiments, the cassette analog may lack ports, spikes, and attached fluid lines.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムを較正するための方法は、カセットベースのポンプシステムにいくつかの容積測定較正カセットを連続的に設置することを含み得る。容積校正カセットの数のそれぞれは、既知の容積を有するポンプ室領域を含み得る。この方法は、カセットベースのポンプシステムを使用して、各容積測定較正カセット内のポンプ室領域の既知の容積を測定することをさらに含み得る。この方法は、容積校正カセットの数のそれぞれについての既知の容積および各容積較正カセットについてのポンプ室領域の対応する測定容積に少なくとも部分的に基づいて、カセットベースのポンプシステムで実施される容積測定のための較正曲線を生成することをさらに含み得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a method for calibrating a cassette-based pump system may include sequentially installing several volumetric calibration cassettes in the cassette-based pump system. Each of the number of volumetric calibration cassettes may include a pump chamber region having a known volume. The method may further include measuring a known volume of a pump chamber region within each volumetric calibration cassette using the cassette-based pump system. The method includes volumetric measurements performed in a cassette-based pump system based at least in part on a known volume for each of a number of volumetric calibration cassettes and a corresponding measured volume of a pump chamber area for each volumetric calibration cassette. The method may further include generating a calibration curve for the method.

いくつかの実施形態では、各容積校正カセット内のポンプ室領域の既知の容積を測定することは、各容積較正カセットのポンプ室領域の既知の容積の複数の測定を行い、複数の測定値を分析することを含み得る。対応する測定された容積として機能するポンプ室領域の容積の単一の値を決定する。いくつかの実施形態では、複数の測定値を分析することは、複数の測定値を平均化することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、最適な方程式を生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、最適な多項式を生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、最適な多項式は3次多項式であり得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、最小二乗回帰を実施することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、曲線の少なくとも1つの領域を少なくとも1つの限界に制約することを含み得る。いくつかの実施形態では、限界は、少なくとも1つの領域に沿った点の微分値の許容範囲であり得る。いくつかの実施形態では、較正曲線を生成することは、較正曲線のゼロ交差で許容される微分値(に制約を課すことを含み得る。いくつかの実施形態では、各容積校正カセット内のポンプ室領域の既知の容積を測定することは、各容積較正カセットのポンプ室領域の既知の容積の複数の測定を行い、事前定義されたそれらの適合性を決定することを含み得る。基準、および複数の測定値を分析して、対応する測定された容積として機能するポンプ室領域の容積の単一の値を決定する。いくつかの実施形態では、事前定義された基準は、事前定義された許容変動であり得る。いくつかの実施形態では、事前定義された基準は、許容される標準偏差であり得る。いくつかの実施形態では、この方法は、使い捨てのポンプカセットに起因する容積測定誤差を説明する第2の較正曲線に較正曲線を改良することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、流体源または目的地のヘッド高さに起因する容積測定誤差を説明する別の較正曲線に較正曲線を改良することをさらに含み得る。 In some embodiments, measuring the known volume of the pump chamber region in each volumetric calibration cassette includes making multiple measurements of the known volume of the pumping chamber region of each volumetric calibration cassette, and obtaining multiple measurements. may include analyzing. Determine a single value of the volume of the pump chamber area, which serves as the corresponding measured volume. In some embodiments, analyzing multiple measurements may include averaging the multiple measurements. In some embodiments, generating a calibration curve may include generating an optimal equation. In some embodiments, generating a calibration curve may include generating an optimal polynomial. In some embodiments, the optimal polynomial may be a third order polynomial. In some embodiments, generating a calibration curve may include performing a least squares regression. In some embodiments, generating a calibration curve may include constraining at least one region of the curve to at least one limit. In some embodiments, the limit may be an acceptable range of differential values of points along at least one region. In some embodiments, generating the calibration curve may include imposing constraints on the derivative value (allowed at zero crossings of the calibration curve). Measuring the known volume of the chamber region may include making multiple measurements of the known volume of the pump chamber region of each volume calibration cassette and determining their suitability to predefined criteria, and The multiple measurements are analyzed to determine a single value of the volume of the pump chamber region that serves as the corresponding measured volume. In some embodiments, the predefined criteria In some embodiments, the predefined criterion can be an acceptable standard deviation. In some embodiments, the method eliminates volume measurement errors due to disposable pump cassettes. In some embodiments, the method may further include refining the calibration curve to a second calibration curve that accounts for the head height of the fluid source or destination. The calibration curve may further include refining the calibration curve to a calibration curve of the method.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムは、少なくとも1つのポンプ室を覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットを含み得る。システムは、サイクラをさらに含み得る。サイクラは、ポンプカセットを受け取り、カセットを制御面に対して配置するようなサイズの取り付け位置を備えていてもよい。サイクラは、複数の圧力リザーバをさらに含み得る。サイクラは、圧力リザーバからポンプカセットに圧力を加えてカセットを通して流体をポンプ輸送するための圧力送達アセンブリをさらに備え得る。圧力送達アセンブリは、圧力センサに加えて、可撓性膜を作動させるための制御面、空気圧チャネル、および制御室、ならびにポンプ室の容積を測定するための既知の容積の少なくとも1つの基準室を有し得る。空気圧チャネルは、いくつかのバルブを介して圧力リザーバと選択的に連絡している場合がある。サイクラは、圧力センサからデータを受信し、データを介して圧送される流体の生の測定量を決定し、サイクラ固有の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて圧送される流体の生の測定量を調整するように構成されたコントローラをさらに備え得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a cassette-based pump system may include a fluid treatment set that includes a pump cassette having a flexible membrane covering at least one pump chamber. The system may further include a cycler. The cycler may include a mounting location sized to receive the pump cassette and position the cassette relative to the control surface. The cycler may further include multiple pressure reservoirs. The cycler may further include a pressure delivery assembly for applying pressure from the pressure reservoir to the pump cassette to pump fluid through the cassette. The pressure delivery assembly includes, in addition to the pressure sensor, a control surface, a pneumatic channel, and a control chamber for actuating the flexible membrane and at least one reference chamber of known volume for measuring the volume of the pump chamber. may have. The pneumatic channel may be in selective communication with the pressure reservoir through a number of valves. The cycler receives data from the pressure sensor, determines a raw measured amount of fluid to be pumped via the data, and determines the raw measured amount of fluid to be pumped based at least in part on a cycler-specific calibration equation. A controller configured to adjust may further be included.

いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式およびポンプカセット容積誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、ポンピングされる流体の生の測定された容積を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式、ポンプカセット容積誤差較正方程式、およびヘッド高さ誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、サイクラ固有の較正方程式は、一連の容積測定標準カセットの試験測定値のデータセットを介して最適な多項式であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式の関数であり得る第2の較正方程式に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定された量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第2の方程式は、ポンプカセットの容積誤差較正方程式であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第2の較正方程式の関数であり得る第3の較正方程式に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定された量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第2の方程式は、ポンプカセットの容積誤差較正方程式であり得、第3の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式であり得る。いくつかの実施形態では、第2の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式であり得、第3の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、サイクラ固有の較正方程式および第2の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、ポンプで送られる流体の生の測定量を調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、システムは、カセット関連の一意の識別子に関連付けられたポンプカセット容積誤差較正方程式のデータベースをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、サイクラは、ユーザインターフェースをさらに含み得、コントローラは、ユーザインターフェースを介して入力されたカセット関連の一意の識別子を受信するように構成され得る。コントローラは、データベースと通信して、カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を取得するように構成することができる。カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を、第2の較正方程式として使用することができる。いくつかの実施形態において、サイクラは、イメージャをさらに含み得る。コントローラは、イメージャデータを介してカセット関連の一意の識別子データを決定し、データベースと通信して、カセット関連の一意の識別子データに関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を取得するように構成することができる。カセット関連の一意の識別子データに関連付けられたポンプカセットの容積誤差較正方程式を、第2の較正方程式として使用することができる。いくつかの実施形態では、流体処理セットは、コード化されたカセット関連の一意の識別子を含み得る。 In some embodiments, the controller may be configured to adjust the raw measured volume of pumped fluid based at least in part on a cycler-specific calibration equation and a pump cassette volume error calibration equation. In some embodiments, the controller adjusts the raw measured amount of pumped fluid based at least in part on a cycler-specific calibration equation, a pump cassette volume error calibration equation, and a head height error calibration equation. may be configured to do so. In some embodiments, the cycler-specific calibration equation may be a polynomial optimized over a data set of test measurements of a series of volumetric standard cassettes. In some embodiments, the controller may be configured to adjust the raw measured amount of fluid pumped based on a second calibration equation that may be a function of a cycler-specific calibration equation. In some embodiments, the second equation may be a pump cassette volumetric error calibration equation. In some embodiments, the controller may be configured to adjust the raw measured amount of fluid pumped based on a third calibration equation that may be a function of the second calibration equation. In some embodiments, the second equation may be a pump cassette volume error calibration equation and the third equation may be a head height error calibration equation. In some embodiments, the second equation may be a head height error calibration equation and the third equation may be a pump cassette volume error calibration equation. In some embodiments, the controller may be configured to adjust the raw measured amount of pumped fluid based at least in part on the cycler-specific calibration equation and the second calibration equation. In some embodiments, the system may further include a database of pump cassette volume error calibration equations associated with the cassette-related unique identifier. In some embodiments, the cycler may further include a user interface, and the controller may be configured to receive a cassette-related unique identifier input via the user interface. The controller can be configured to communicate with the database to obtain a pump cassette volumetric error calibration equation associated with the cassette-related unique identifier input. A pump cassette volumetric error calibration equation associated with the cassette-related unique identifier input may be used as the second calibration equation. In some embodiments, the cycler may further include an imager. The controller is configured to determine cassette-related unique identifier data via the imager data and communicate with the database to obtain a pump cassette volumetric error calibration equation associated with the cassette-related unique identifier data. be able to. A pump cassette volumetric error calibration equation associated with cassette-related unique identifier data can be used as the second calibration equation. In some embodiments, the fluid treatment set may include a coded cassette-associated unique identifier.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムは、少なくとも1つのポンプ室および流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも1つのカセットバルブを覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットを含み得る。システムは、少なくとも1つのポンプ室を覆う可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも1つのポンプ制御室を有する圧力送達アセンブリを備えるサイクラをさらに含み得る。圧力送達アセンブリは、少なくとも1つのカセット弁を覆う可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも1つの弁制御室をさらに含み得る。圧力送達アセンブリは、少なくとも1つのポンプ制御室と連絡している少なくとも1つの圧力センサをさらに含み得る。サイクラは、いくつかの圧力供給バルブを介して、少なくとも1つのポンプ制御室および少なくとも1つのバルブ制御室と選択的に連絡する圧力リザーバをさらに備え得る。サイクラは、少なくとも1つの圧力センサからデータを受信するように構成されたコントローラをさらに備え得る。コントローラはさらに、少なくとも1つのカセットバルブを開状態に命令し、少なくとも1つの圧力センサからのデータを監視して第1および第2の圧力ピークを識別し、第1および第2の圧力ピークに基づいて流体リザーバのヘッド高さを計算するように構成され得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a cassette-based pump system includes a pump cassette having a flexible membrane covering at least one pump chamber and at least one cassette valve that gates fluid communication to a fluid reservoir. A fluid handling set including: The system can further include a cycler with a pressure delivery assembly having at least one pump control chamber for actuating a portion of a flexible membrane covering the at least one pump chamber. The pressure delivery assembly may further include at least one valve control chamber for actuating a portion of the flexible membrane covering the at least one cassette valve. The pressure delivery assembly may further include at least one pressure sensor in communication with the at least one pump control chamber. The cycler may further include a pressure reservoir in selective communication with at least one pump control chamber and at least one valve control chamber via a number of pressure supply valves. The cycler may further include a controller configured to receive data from the at least one pressure sensor. The controller further commands the at least one cassette valve open, monitors data from the at least one pressure sensor to identify the first and second pressure peaks, and determines the first and second pressure peaks based on the first and second pressure peaks. the head height of the fluid reservoir.

いくつかの実施形態では、コントローラは、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、第1のピークはオーバーシュートピークであり得、第2のピークはアンダーシュートピークであり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、少なくとも1つのポンプ圧であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ヘッドの高さに基づいて較正曲線を洗練するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、患者の体腔であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも1つのカセットバルブを開状態に命令する前に、少なくとも1つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインに含まれるいくつかの延長ラインを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ヘッドの高さが閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、頭の高さを事前定義された許容される頭の高さの閾値と比較するようにさらに構成され得る。 In some embodiments, the controller may be further configured to determine the length of the fluid line coupling the fluid reservoir to the cassette based on the time data associated with the first and second peaks. In some embodiments, the first peak may be an overshoot peak and the second peak may be an undershoot peak. In some embodiments, the controller may be further configured to adjust operating parameters based on the calculated head height. In some embodiments, the operating parameter can be at least one pump pressure. In some embodiments, the controller may be further configured to refine the calibration curve based on head height. In some embodiments, the fluid reservoir can be a dialysate reservoir. In some embodiments, the fluid reservoir can be a body cavity of the patient. In some embodiments, the controller is further configured to displace a portion of the flexible membrane covering the at least one pump chamber to an intermediate stroke position before commanding the at least one cassette valve open. can be done. In some embodiments, the controller is further configured to determine a number of extension lines included in the fluid line coupling the fluid reservoir to the cassette based on the time data associated with the first and second peaks. can be done. In some embodiments, the controller may be further configured to generate an error when the head height exceeds a threshold. In some embodiments, the controller may be further configured to compare the head height to a predefined allowable head height threshold.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムのポンプ圧力を選択する方法は、ポンプシステムに設置された流体処理セットをプライミングすることを含み得る。この方法は、流体処理セットのカセットのポンプ室をリザーバと連絡するように配置することをさらに含み得る。この方法は、膜によってポンプ室から分離された制御室内の第1の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、制御室内の第2の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、第1および第2の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することをさらに含み得る。この方法は、予測された最終圧力に基づいてポンプ圧力を計算することをさらに含み得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a method of selecting a pump pressure for a cassette-based pump system may include priming a fluid treatment set installed in the pump system. The method may further include positioning a pump chamber of the cassette of the fluid treatment set in communication with the reservoir. The method may further include detecting a first pressure peak in a control chamber separated from the pump chamber by a membrane. The method may further include detecting a second pressure peak within the control chamber. The method may further include predicting final pressure using the first and second pressure peaks. The method may further include calculating a pump pressure based on the predicted final pressure.

いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてリザーバのヘッド高さを計算することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第1および第2のピークに関連するカセットベースの時間データにリザーバを結合する流体ラインに特徴的な長さを決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、カセットをリザーバに結合する流体経路に含まれるいくつかの延長部を決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力が所定の閾値を突破している場合にエラーを生成することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、膜を所定の初期位置に移動させることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、正の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、負の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態において、所定の初期位置は、中間ストローク位置であり得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてカセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第1のピークを検出することは、制御室と通信する少なくとも1つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含み得る。いくつかの実施形態では、第1のピークを検出することは、少なくとも1つの圧力センサを形成する連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、連続するデータポイントのセット間の差が事前定義された制限よりも小さい場合に、第1のピークを識別することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、最終圧力を予測することは、第1および第2のピークに基づいてオーバーシュートパーセントを決定することを含み得る。 In some embodiments, the method may further include calculating a reservoir head height based on the predicted final pressure. In some embodiments, the method may further include determining a characteristic length of a fluid line coupling the reservoir to the cassette-based time data associated with the first and second peaks. In some embodiments, the method further includes determining a number of extensions included in the fluid pathway coupling the cassette to the reservoir based on the time data associated with the first and second peaks. obtain. In some embodiments, the method may further include generating an error if the predicted final pressure exceeds a predetermined threshold. In some embodiments, the method may further include moving the membrane to a predetermined initial position. In some embodiments, the predetermined initial position may be a position that biases the head height detection range toward positive head height detection. In some embodiments, the predetermined initial position may be a position that biases the head height detection range toward negative head height detection. In some embodiments, the predetermined initial position may be a mid-stroke position. In some embodiments, the method may further include adjusting a calibration curve for the cassette-based pump system based on the predicted final pressure. In some embodiments, detecting the first peak may include calculating a difference between a set of consecutive data points from at least one pressure sensor in communication with the control room. In some embodiments, detecting the first peak may further include applying data smoothing to the set of consecutive data points forming the at least one pressure sensor. In some embodiments, the method may further include identifying a first peak if the difference between successive sets of data points is less than a predefined limit. In some embodiments, predicting the final pressure may include determining a percent overshoot based on the first and second peaks.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムに結合されたリザーバのヘッド高さをチェックする方法は、カセットベースのポンプシステムに設置された流体処理セットのカセットのポンプ室を以下と通信するように配置することを含み得る。貯水池。この方法は、膜によってポンプ室から分離された制御室内の第1の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、制御室内の第2の圧力ピークを検出することをさらに含み得る。この方法は、第1および第2の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することをさらに含み得る。この方法は、予測された最終圧力を少なくとも1つの所定の閾値と比較することをさらに含み得る。この方法は、予測された最終圧力が少なくとも1つの所定の閾値のうちの少なくとも1つを突破しているときに通知を生成することをさらに含み得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a method for checking the head height of a reservoir coupled to a cassette-based pump system includes: may include arranging to communicate with. reservoir. The method may further include detecting a first pressure peak in a control chamber separated from the pump chamber by a membrane. The method may further include detecting a second pressure peak within the control chamber. The method may further include predicting final pressure using the first and second pressure peaks. The method may further include comparing the predicted final pressure to at least one predetermined threshold. The method may further include generating a notification when the predicted final pressure exceeds at least one of the at least one predetermined threshold.

いくつかの実施形態では、通知を生成することは、エラーを生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、通知を生成することは、カセットベースのポンプシステムのユーザインターフェース上に表示するための画面を生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、通知を生成することは、可聴ノイズを生成することを含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてリザーバのヘッド高さを計算することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第1および第2の圧力ピークに基づいてオーバーシュートパーセンテージを決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、リザーバをカセットに結合する流体ラインに特徴的な長さを決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、カセットをリザーバに結合する流体経路に含まれるいくつかの延長部を決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、膜を所定の初期位置に移動させることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、正の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態では、所定の初期位置は、負の頭の高さの検出に向けて頭の高さの検出範囲を偏らせる位置であり得る。いくつかの実施形態において、所定の初期位置は、中間ストローク位置であり得る。いくつかの実施形態では、この方法は、予測された最終圧力に基づいてカセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第1のピークを検出することは、制御室と通信する少なくとも1つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含み得る。いくつかの実施形態では、第1のピークを検出することは、少なくとも1つの圧力センサからの連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、連続するデータポイントのセット間の差が事前定義された制限よりも小さい場合に、第1のピークを識別することをさらに含み得る。 In some embodiments, generating a notification may include generating an error. In some embodiments, generating the notification may include generating a screen for display on a user interface of the cassette-based pump system. In some embodiments, generating the notification may include generating an audible noise. In some embodiments, the method may further include calculating a reservoir head height based on the predicted final pressure. In some embodiments, the method may further include determining an overshoot percentage based on the first and second pressure peaks. In some embodiments, the method may further include determining a characteristic length of a fluid line coupling the reservoir to the cassette based on the time data associated with the first and second peaks. In some embodiments, the method further includes determining a number of extensions included in the fluid pathway coupling the cassette to the reservoir based on the time data associated with the first and second peaks. obtain. In some embodiments, the method may further include moving the membrane to a predetermined initial position. In some embodiments, the predetermined initial position may be a position that biases the head height detection range toward positive head height detection. In some embodiments, the predetermined initial position may be a position that biases the head height detection range toward negative head height detection. In some embodiments, the predetermined initial position may be a mid-stroke position. In some embodiments, the method may further include adjusting a calibration curve for the cassette-based pump system based on the predicted final pressure. In some embodiments, detecting the first peak may include calculating a difference between a set of consecutive data points from at least one pressure sensor in communication with the control room. In some embodiments, detecting the first peak may further include applying data smoothing to the set of consecutive data points from the at least one pressure sensor. In some embodiments, the method may further include identifying a first peak if the difference between successive sets of data points is less than a predefined limit.

本開示の別の実施形態によれば、カセットベースのポンプシステムは、少なくとも1つのポンプ室および流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも1つのカセットバルブを覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットを含み得る。システムは、少なくとも1つのポンプ制御室を含むサイクラをさらに含み得る。サイクラは、少なくとも1つの弁制御室をさらに含み得る。サイクラは、少なくとも1つのポンプ制御室と連絡している少なくとも1つの圧力センサをさらに含み得る。サイクラは、いくつかの圧力供給バルブを介して、少なくとも1つのポンプ制御室および少なくとも1つのバルブ制御室と選択的に連絡する圧力リザーバをさらに備え得る。サイクラは、圧力センサとのデータ通信におけるコントローラをさらに含み得る。コントローラは、少なくとも1つのカセットバルブを開状態に命令し、少なくとも1つの圧力センサからのデータを監視し、第1および第2の圧力ピークを識別し、第1および第2の圧力ピークに基づいて最終圧力を予測するように構成され得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a cassette-based pump system includes a pump cassette having a flexible membrane covering at least one pump chamber and at least one cassette valve that gates fluid communication to a fluid reservoir. A fluid handling set including: The system can further include a cycler that includes at least one pump control chamber. The cycler may further include at least one valve control chamber. The cycler may further include at least one pressure sensor in communication with the at least one pump control chamber. The cycler may further include a pressure reservoir in selective communication with at least one pump control chamber and at least one valve control chamber via a number of pressure supply valves. The cycler may further include a controller in data communication with the pressure sensor. The controller commands the at least one cassette valve open, monitors data from the at least one pressure sensor, identifies first and second pressure peaks, and determines the first and second pressure peaks based on the first and second pressure peaks. It may be configured to predict final pressure.

いくつかの実施形態では、コントローラは、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、第1のピークはオーバーシュートピークであり得、第2のピークはアンダーシュートピークである。いくつかの実施形態では、コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、動作パラメータは、少なくとも1つのポンプ圧であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、ヘッドの高さに基づいて較正曲線を洗練するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、患者の体腔であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも1つのカセットバルブを開状態に命令する前に、少なくとも1つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバをカセットに結合する流体ラインに含まれるいくつかの延長ラインを決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、予測された最終圧力が閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、予測された最終圧力を事前定義された許容ヘッド高さ圧力閾値と比較するようにさらに構成され得る。 In some embodiments, the controller may be further configured to determine the length of the fluid line coupling the fluid reservoir to the cassette based on the time data associated with the first and second peaks. In some embodiments, the first peak can be an overshoot peak and the second peak is an undershoot peak. In some embodiments, the controller may be further configured to adjust operating parameters based on the calculated head height. In some embodiments, the operating parameter can be at least one pump pressure. In some embodiments, the controller may be further configured to refine the calibration curve based on head height. In some embodiments, the fluid reservoir can be a dialysate reservoir. In some embodiments, the fluid reservoir can be a body cavity of the patient. In some embodiments, the controller is further configured to displace a portion of the flexible membrane covering the at least one pump chamber to an intermediate stroke position before commanding the at least one cassette valve open. can be done. In some embodiments, the controller is further configured to determine a number of extension lines included in the fluid line coupling the fluid reservoir to the cassette based on the time data associated with the first and second peaks. can be done. In some embodiments, the controller may be further configured to generate an error when the predicted final pressure exceeds a threshold. In some embodiments, the controller may be further configured to compare the predicted final pressure to a predefined allowable head height pressure threshold.

本開示の別の実施形態によれば、流体ライン状態検出器は、紫外線に対して不透明な流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルを備え得る。流体ライン状態検出器は、光センサをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、赤外線発光LEDをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、紫外線発光LEDをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、第3のLEDをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、光センサとのデータ通信におけるコントローラをさらに含み得る。コントローラは、赤外線発光LEDからの光センサによって感知された赤外線の強度が所定の第1の閾値を超え、紫外線発光LEDからの光センサによって感知された紫外線の強度が所定の第2の閾値を下回るときに、流体ライン状態検出器に適切なチューブが存在することを決定するように構成され得る。赤外線発光LEDの軸および紫外線発光LEDの軸は、互いに平行であり得、ならびに光センサの軸に平行であり得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a fluid line condition detector may include a receptacle configured to hold a fluid line that is opaque to ultraviolet light. The fluid line condition detector may further include an optical sensor. The fluid line condition detector may further include an infrared emitting LED. The fluid line condition detector may further include an ultraviolet emitting LED. The fluid line status detector may further include a third LED. The fluid line condition detector may further include a controller in data communication with the optical sensor. The controller is configured such that the intensity of the infrared rays sensed by the optical sensor from the infrared emitting LED exceeds a predetermined first threshold, and the intensity of the ultraviolet rays sensed by the optical sensor from the ultraviolet emitting LED falls below a predetermined second threshold. At times, a fluid line condition detector may be configured to determine that a suitable tube is present. The axis of the infrared emitting LED and the axis of the ultraviolet emitting LED can be parallel to each other and to the axis of the optical sensor.

いくつかの実施形態では、赤外線発光LEDの軸は、赤外線発光LEDの光軸であり得るし、紫外線発光LEDの軸は、紫外線発光LEDの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、赤外線発光LEDの軸は、赤外線発光LEDの機械的軸であり得るし、紫外線発光LEDの軸は、紫外線発光LEDの機械的軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの機械的軸である。いくつかの実施形態では、第3のLEDは、赤外発光LEDであり得る。いくつかの実施形態では、第3のLEDの軸は、赤外線発光LEDの軸および紫外線発光LEDの軸に平行以外の角度であり得る。いくつかの実施形態では、紫外線発光LEDの軸は、レセプタクル内に設置された流体ラインの中央部分を通過するように構成され得る。いくつかの実施形態では、レセプタクルは、流体ラインを保持するためのリテーナを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第3のLEDからの光強度が所定の乾燥閾値を超えたときに流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第3のLEDからの光強度が所定のプライミングされた閾値を下回るときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。所定のプライム閾値は、所定の乾燥閾値よりも低くてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、赤外発光LEDからの光強度が所定の赤外光閾値を下回ったとき、および第3のLEDからの光強度が所定のプライミング閾値を下回ったときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。所定のプライム閾値は、所定の乾燥閾値よりも低くてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、赤外線発光LEDから光センサによって感知された赤外線の強度が所定の第1の閾値を超える場合、光センサによって紫外線発光LEDから感知された紫外線の強度が所定の第2の閾値を下回る場合、および第3のLEDによって放出される光の強度が所定の第3の閾値を下回る場合に、流体ライン状態検出器に適切なチューブが存在することを決定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、赤外線発光LED、紫外線発光LED、および第3のLEDへの電力の供給を管理するようにさらに構成され得る。 In some embodiments, the axis of the infrared emitting LED can be the optical axis of the infrared emitting LED, and the axis of the ultraviolet emitting LED can be the optical axis of the ultraviolet emitting LED. In some embodiments, the axis of the infrared emitting LED can be the mechanical axis of the infrared emitting LED, and the axis of the ultraviolet emitting LED can be the mechanical axis of the ultraviolet emitting LED. In some embodiments, the axis of the optical sensor may be the optical axis of the optical sensor. In some embodiments, the optical sensor axis is the optical sensor mechanical axis. In some embodiments, the third LED can be an infrared emitting LED. In some embodiments, the axis of the third LED may be at an angle other than parallel to the axis of the infrared emitting LED and the axis of the ultraviolet emitting LED. In some embodiments, the axis of the ultraviolet emitting LED may be configured to pass through a central portion of a fluid line installed within the receptacle. In some embodiments, the receptacle may include a retainer to retain the fluid line. In some embodiments, the controller may be further configured to determine that the fluid line is dry when the light intensity from the third LED exceeds a predetermined dryness threshold. In some embodiments, the controller may be further configured to determine that the fluid line is primed when the light intensity from the third LED is below a predetermined primed threshold. The predetermined prime threshold may be lower than the predetermined desiccation threshold. In some embodiments, the controller activates the fluid when the light intensity from the infrared emitting LED falls below a predetermined infrared light threshold and when the light intensity from the third LED falls below a predetermined priming threshold. The line may be further configured to determine that the line is primed. The predetermined prime threshold may be lower than the predetermined desiccation threshold. In some embodiments, the controller causes the intensity of the ultraviolet radiation sensed by the optical sensor from the ultraviolet emitting LED to exceed a predetermined first threshold if the intensity of the infrared radiation sensed by the optical sensor from the infrared emitting LED exceeds a predetermined first threshold. determining that a suitable tube is present in the fluid line condition detector if below a second threshold and if the intensity of light emitted by the third LED is below a predetermined third threshold; can be configured. In some embodiments, the controller may be further configured to manage the provision of power to the infrared emitting LED, the ultraviolet emitting LED, and the third LED.

本開示の一実施形態によれば、第1のスペクトルの光に対して不透明であり、第2のスペクトルの光に対して少なくとも半透明である流体ラインの存在を検出するための流体ライン状態検出器は、流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルを含み得る。流体ライン状態検出器は、光センサをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、第1のスペクトルの光を放出するように構成された第1のLEDをさらに備え得る。流体ライン状態検出器は、第2のスペクトルの光を放出するように構成された第2のLEDをさらに備え得る。流体ライン状態検出器は、第3のLEDをさらに含み得る。流体ライン状態検出器は、光センサとのデータ通信におけるコントローラをさらに含み得る。コントローラは、第1のLEDから光センサによって感知された第1のスペクトルの光の強度が所定の第1の閾値を下回ったとき、および第2のLEDから光センサによって感知された第2のスペクトルの光の強度が所定の第2の閾値を超えたときに、流体ライン状態検出器に流体ラインが存在することを決定するように構成され得る。第1のLEDの軸および第2のLEDの軸は、互いに平行であり得、ならびに光センサの軸に平行であり得る。 According to one embodiment of the present disclosure, fluid line condition detection for detecting the presence of a fluid line that is opaque to a first spectrum of light and at least translucent to a second spectrum of light. The vessel may include a receptacle configured to hold the fluid line. The fluid line condition detector may further include an optical sensor. The fluid line condition detector may further include a first LED configured to emit light in a first spectrum. The fluid line condition detector may further include a second LED configured to emit light of a second spectrum. The fluid line status detector may further include a third LED. The fluid line condition detector may further include a controller in data communication with the optical sensor. The controller controls when the intensity of the first spectrum of light sensed by the light sensor from the first LED is below a predetermined first threshold; may be configured to determine that a fluid line is present in the fluid line status detector when the intensity of the light of the fluid line status detector exceeds a predetermined second threshold. The axis of the first LED and the axis of the second LED may be parallel to each other and to the axis of the optical sensor.

いくつかの実施形態では、第1のLEDの軸は、第1のLEDの光軸であり得るし、第2のLEDの軸は、第2のLEDの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、第1のLEDの軸は、第1のLEDの機械的軸であり得るし、第2のLEDの軸は、第2のLEDの機械的軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの光軸であり得る。いくつかの実施形態では、光センサの軸は、光センサの機械的軸であり得る。いくつかの実施形態では、第3のLEDは、第2のスペクトルの光を放出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第3のLEDの軸は、第1のLEDの軸および第2のLEDの軸に平行以外の角度であり得る。いくつかの実施形態では、第1のLEDの軸は、流体ラインがレセプタクル内に設置されたときに流体ラインの中央部分を通過するように構成され得る。いくつかの実施形態では、レセプタクルは、流体ラインを保持するためのリテーナを含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第3のLEDからの光強度が所定の乾燥閾値を超えたときに流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第3のLEDからの光強度が所定のプライミングされた閾値を下回るときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。所定のプライム閾値は、所定の乾燥閾値よりも低くてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、第2のLEDからの光強度が所定の第2の光スペクトル閾値を下回ったとき、および第3のLEDからの光強度が所定のプライミング閾値を下回ったときに流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され得る。プライミングされた閾値が所定の乾燥閾値よりも低い。いくつかの実施形態では、コントローラは、第1のLEDから光センサによって感知された第1のスペクトルの光強度が所定の第1の閾値を下回ったときに、第2のLEDから光センサによって感知された第2のスペクトルの光強度が所定の第2の閾値を超え、そして第3のLEDから光センサによって感知された光強度が所定の第3の閾値を下回る場合、流体ラインが流体ライン状態検出器に存在することを決定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、第1、第2、および第3のLEDへの電力の供給を管理するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、第1のスペクトルは、紫外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、第2のスペクトルは、赤外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、流体ラインは、第2のスペクトルの光に対して透明であり得る。 In some embodiments, the first LED axis can be the first LED optical axis and the second LED axis can be the second LED optical axis. In some embodiments, the first LED axis can be the first LED mechanical axis and the second LED axis can be the second LED mechanical axis. In some embodiments, the axis of the optical sensor may be the optical axis of the optical sensor. In some embodiments, the optical sensor axis can be the optical sensor mechanical axis. In some embodiments, the third LED may be configured to emit light in a second spectrum. In some embodiments, the axis of the third LED may be at an angle other than parallel to the axis of the first LED and the axis of the second LED. In some embodiments, the axis of the first LED may be configured to pass through a central portion of the fluid line when the fluid line is installed within the receptacle. In some embodiments, the receptacle may include a retainer to retain the fluid line. In some embodiments, the controller may be further configured to determine that the fluid line is dry when the light intensity from the third LED exceeds a predetermined dryness threshold. In some embodiments, the controller may be further configured to determine that the fluid line is primed when the light intensity from the third LED is below a predetermined primed threshold. The predetermined prime threshold may be lower than the predetermined desiccation threshold. In some embodiments, the controller controls when the light intensity from the second LED falls below a predetermined second light spectrum threshold and when the light intensity from the third LED falls below a predetermined priming threshold. The fluid line may be further configured to determine that the fluid line is primed. The primed threshold is less than the predetermined desiccation threshold. In some embodiments, the controller detects the light intensity sensed by the light sensor from the second LED when the light intensity of the first spectrum sensed by the light sensor from the first LED is below a predetermined first threshold. If the light intensity of the second spectrum detected exceeds a predetermined second threshold and the light intensity sensed by the optical sensor from the third LED is below a predetermined third threshold, the fluid line is in a fluid line state. The detector may be configured to determine the presence of the detector. In some embodiments, the controller may be further configured to manage the provision of power to the first, second, and third LEDs. In some embodiments, the first spectrum can be an ultraviolet spectrum. In some embodiments, the second spectrum can be an infrared spectrum. In some embodiments, the fluid line may be transparent to the second spectrum of light.

本開示の一実施形態によれば、検出器のレセプタクル内の適切な流体ラインの存在を検出する方法は、第1のLEDから第1のスペクトルの光を放出することを含み得る。流体ラインは、第1のスペクトルの光に対して不透明であり得る。この方法は、第2のLEDから第2のスペクトルの光を放出することをさらに含み得る。流体ラインは、第2のスペクトルの光に対して少なくとも半透明であり得る。この方法は、第1および第2のLEDよりもレセプタクルの反対側に配置された光センサを用いて、受信光の強度を監視することをさらに含み得る。この方法は、第1のスペクトルで受信された光の強度を第1の閾値と比較することをさらに含み得る。この方法は、第2のスペクトルで受信された光の強度を第2の閾値と比較することをさらに含み得る。この方法は、第1のスペクトルの光の強度が第1の閾値よりも小さく、第2のスペクトルの光の強度が第2の閾値よりも大きい場合に、適切な流体ラインの存在を決定することをさらに含み得る。 According to one embodiment of the present disclosure, a method of detecting the presence of a suitable fluid line within a receptacle of a detector may include emitting light of a first spectrum from a first LED. The fluid line may be opaque to the first spectrum of light. The method may further include emitting a second spectrum of light from the second LED. The fluid line may be at least translucent to light of the second spectrum. The method may further include monitoring the intensity of the received light with a light sensor located on an opposite side of the receptacle than the first and second LEDs. The method may further include comparing the intensity of light received in the first spectrum to a first threshold. The method may further include comparing the intensity of light received in the second spectrum to a second threshold. The method includes determining the presence of a suitable fluid line if the intensity of light in a first spectrum is less than a first threshold and the intensity of light in a second spectrum is greater than a second threshold. may further include.

いくつかの実施形態では、第1の閾値は、第1のLEDから光センサへの光透過が実質的にないことに対応し得る。いくつかの実施形態では、第1のスペクトルは、紫外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、第2のスペクトルは、第1のスペクトルよりも高い波長スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、第2のスペクトルは、赤外線スペクトルであり得る。いくつかの実施形態では、流体ラインは、第2のスペクトルの光に対して透明であり得る。いくつかの実施形態では、方法は、第1のスペクトルの光の強度が第1の閾値よりも高く、第2のスペクトルの光の強度が第2の閾値よりも大きいときに通知を生成することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、通知を生成することは、グラフィカルユーザインターフェース上に流体ラインをリロードするための通知を表示することを含み得る。いくつかの実施形態では、第1のLEDおよび第2のLEDの軸は、互いに平行であり得、光センサの軸に平行であり得る。 In some embodiments, the first threshold may correspond to substantially no light transmission from the first LED to the optical sensor. In some embodiments, the first spectrum can be an ultraviolet spectrum. In some embodiments, the second spectrum can be a higher wavelength spectrum than the first spectrum. In some embodiments, the second spectrum can be an infrared spectrum. In some embodiments, the fluid line may be transparent to the second spectrum of light. In some embodiments, the method generates a notification when the intensity of light in the first spectrum is greater than a first threshold and the intensity of light in the second spectrum is greater than a second threshold. may further include. In some embodiments, generating the notification may include displaying a notification to reload the fluid line on the graphical user interface. In some embodiments, the axes of the first LED and the second LED can be parallel to each other and to the axis of the optical sensor.

本開示の一実施形態によれば、流体ポンプシステムは、ポンプを含み得る。流体ポンプシステムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み得る。流体ポンプシステムは、流体ラインを保持するためのレセプタクル、少なくとも1つの光センサ、および少なくとも1つのLEDを有する流体ライン状態検出器をさらに備え得る。流体ポンプシステムは、レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットをさらに含み得る。流体ポンプシステムは、少なくとも1つの流体源をさらに含み得る。流体ポンプシステムは、流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラをさらに含み得る。コントローラは、少なくとも1つのLEDに電力を供給し、アウトレットラインがレセプタクルに設置されたときに少なくとも1つの光センサの出力信号を監視して、ドライチューブの光強度値を決定するように構成され得る。コントローラはさらに、ポンプの動作を制御して、出力ラインを少なくとも1つの流体源からの流体でプライミングするように構成することができる。コントローラはさらに、少なくとも1つのLEDに電力を供給し、出力信号を監視し、出力信号が、光強度値がプライミングされたライン閾値を下回ったことを示したときにポンプの動作を停止するように構成され得る。プライミングされたラインの閾値は、ドライチューブ強度の読み取りに基づいてコントローラによって計算され得る。 According to one embodiment of the present disclosure, a fluid pumping system may include a pump. The fluid pump system may further include a displacement volume sensing assembly. The fluid pump system may further include a receptacle for holding the fluid line, at least one optical sensor, and a fluid line status detector having at least one LED. The fluid pump system may further include a fluid transfer set including an output line configured to mate with the receptacle. The fluid pump system may further include at least one fluid source. The fluid pump system may further include a controller in data communication with the fluid line condition detector. The controller may be configured to power the at least one LED and monitor the output signal of the at least one light sensor when the outlet line is installed in the receptacle to determine a light intensity value for the dry tube. . The controller can be further configured to control operation of the pump to prime the output line with fluid from the at least one fluid source. The controller is further configured to power the at least one LED, monitor the output signal, and stop operation of the pump when the output signal indicates that the light intensity value falls below the primed line threshold. can be configured. The primed line threshold may be calculated by the controller based on dry tube intensity readings.

いくつかの実施形態において、プライミングされたラインの閾値は、ドライチューブ強度値のパーセンテージに定数を加えることによって計算され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも1つのLEDに複数回電力を供給するようにさらに構成され得る。ドライチューブ強度値は、複数回にわたって光センサから出力された最大光強度値に基づくことができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも1つのLEDに複数回電力を供給し、出力信号を監視して最大光強度値を決定するように構成され得る。ドライチューブ強度値は、最大光強度値および少なくとも1つの限界に基づくことができる。いくつかの実施形態では、限界は、ドライチューブ強度値の最小値であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、変位した流体感知アセンブリが、変位した流体の容積が事前定義された閾値よりも大きいことを示したときに通知を生成するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時にポンピングを継続するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプは空気圧ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプの一部は、流体移送セットに含まれ得る。いくつかの実施形態では、ポンプの一部は、流体移送セットの流体処理カセットに含まれ得る。いくつかの実施形態では、流体移送セットは、少なくとも1つのポンプ室を備えた流体処理カセットを含み得、少なくとも1つのポンプ室のそれぞれは、ポンプの一部を形成する。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの流体源は、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのLEDは、光センサの光軸に対してある角度で配置された第1のLEDを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくともオンのLEDは、第2のLEDおよび第3のLEDを含み得る。いくつかの実施形態では、第2のLEDの軸および第3のLEDの軸は、光センサの光軸に平行であり得る。 In some embodiments, the primed line threshold may be calculated by adding a constant to the percentage of the dry tube intensity value. In some embodiments, the controller may be further configured to power the at least one LED multiple times. The dry tube intensity value can be based on the maximum light intensity value output from the optical sensor over multiple times. In some embodiments, the controller may be configured to power the at least one LED multiple times and monitor the output signal to determine the maximum light intensity value. The dry tube intensity value can be based on a maximum light intensity value and at least one limit. In some embodiments, the limit may be a minimum dry tube strength value. In some embodiments, the controller may be further configured to generate a notification when the displaced fluid sensing assembly indicates that the volume of displaced fluid is greater than a predefined threshold. In some embodiments, the controller may be configured to continue pumping upon receipt of user input from the system's user interface indicating that the output line is not yet fully primed. In some embodiments, the pump can be a diaphragm pump. In some embodiments, the pump may be a pneumatic diaphragm pump. In some embodiments, a portion of the pump may be included in a fluid transfer set. In some embodiments, a portion of the pump may be included in a fluid treatment cassette of a fluid transfer set. In some embodiments, a fluid transfer set may include a fluid handling cassette with at least one pump chamber, each of the at least one pump chamber forming part of a pump. In some embodiments, at least one fluid source can be a dialysate reservoir. In some embodiments, the at least one LED may include a first LED positioned at an angle to the optical axis of the photosensor. In some embodiments, the at least on LEDs may include a second LED and a third LED. In some embodiments, the axis of the second LED and the axis of the third LED may be parallel to the optical axis of the photosensor.

本開示の別の実施形態によれば、流体ラインをプライミングする方法は、流体ライン状態検出器のレセプタクルに流体ラインを設置することを含み得る。この方法は、流体ライン状態検出器の少なくとも1つのLEDから第1の複数回光を放出することをさらに含み得る。この方法は、流体ライン状態検出器の光センサの出力信号を監視し、第1の複数回の間の出力信号に基づいて最大光強度値を決定することをさらに含み得る。この方法は、最大光強度値に基づいてプライミングされたラインの閾値を決定することをさらに含み得る。この方法は、流体ラインを通して流体をポンピングすることをさらに含み得る。この方法は、流体ライン状態検出器の少なくとも1つのLEDから第2の複数回光を放出することをさらに含み得る。この方法は、光センサの出力信号が、LEDからの光強度がプライミングされた管の閾値を突破したことを示すときに、流体ラインがプライミングされることを決定することをさらに含み得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a method of priming a fluid line may include installing the fluid line into a receptacle of a fluid line condition detector. The method may further include emitting light from at least one LED of the fluid line condition detector a first plurality of times. The method may further include monitoring an output signal of a light sensor of the fluid line condition detector and determining a maximum light intensity value based on the output signal during the first plurality of times. The method may further include determining a threshold for the primed line based on the maximum light intensity value. The method may further include pumping fluid through the fluid line. The method may further include emitting light from at least one LED of the fluid line condition detector a second plurality of times. The method may further include determining that the fluid line is primed when the output signal of the optical sensor indicates that the light intensity from the LED has exceeded a threshold of the primed tube.

いくつかの実施形態では、流体ラインをレセプタクルに設置することは、流体ライン状態検出器のチャネル内に流体ラインを着座させることを含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、最大光強度を限界と比較し、最大光強度値が限界に適合しない場合に、最大光強度値を限界の値で上書きすることをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、出力信号に基づいて最大光強度値を決定することは、比率を決定するために、第1の複数回の間に出力信号によって示される光強度値を較正値と比較することを含み得る。いくつかの実施形態では、較正された値は、チューブがレセプタクルに取り付けられていないときの、光センサからの少なくとも1つのLED出力からの光強度値であり得る。いくつかの実施形態では、プライミングされたラインの閾値を決定することは、最大光強度値のパーセンテージに定数を追加することを含み得る。いくつかの実施形態では、第2の複数回は、ラインを介して流体をポンピングする過程で発生し得る。いくつかの実施形態では、第2の複数回の間に少なくとも1つのLEDから光を放出することは、第1、第2、および第3のLEDから光を放出することを含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、流体ラインがプライミングされたと判断したときに、ラインを通る流体のポンピングを停止することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、変位した容積感知アセンブリを介して圧送される流体の容積を監視することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、圧送される流体の量が第1の量の閾値を超えたときに、流体の圧送を一時停止することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示すユーザ入力を受信したときにポンピングを再開することをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、この方法は、圧送される流体の量が第2の量の閾値を超える場合にポンプの再開を禁止することをさらに含み得る。 In some embodiments, installing the fluid line into the receptacle may include seating the fluid line within a channel of a fluid line condition detector. In some embodiments, the method may further include comparing the maximum light intensity to a limit and overwriting the maximum light intensity value with the value of the limit if the maximum light intensity value does not comply with the limit. In some embodiments, determining the maximum light intensity value based on the output signal includes comparing the light intensity value indicated by the output signal during the first plurality of times with a calibration value to determine a ratio. may include doing. In some embodiments, the calibrated value may be a light intensity value from the at least one LED output from the optical sensor when the tube is not attached to the receptacle. In some embodiments, determining the primed line threshold may include adding a constant to a percentage of the maximum light intensity value. In some embodiments, the second plurality of times may occur during the process of pumping fluid through the line. In some embodiments, emitting light from the at least one LED during the second plurality of times may include emitting light from the first, second, and third LEDs. In some embodiments, the method may further include stopping pumping of fluid through the line when determining that the fluid line has been primed. In some embodiments, the method may further include monitoring the volume of fluid pumped through the displaced volume sensing assembly. In some embodiments, the method may further include suspending pumping of fluid when the amount of fluid pumped exceeds a first amount threshold. In some embodiments, the method may further include resuming pumping upon receiving user input indicating that the line is not yet fully primed. In some embodiments, the method may further include inhibiting restart of the pump if the amount of fluid pumped exceeds a second amount threshold.

本開示の別の実施形態によれば、流体ポンプシステムは、ポンプを含み得る。流体ポンプシステムは、レセプタクル、少なくとも1つのセンサ、および少なくとも1つの照明器を有する流体ライン状態検出器をさらに備え得る。流体ポンプシステムは、レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットをさらに含み得る。流体ポンプシステムは、流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラをさらに含み得る。コントローラは、少なくとも1つの照明器に電力を供給し、出口ラインがレセプタクルに設置されたときに少なくとも1つのセンサの出力信号を監視して、ドライチューブの光強度値を決定するように構成され得る。コントローラはさらに、ポンプの動作を制御して、出力ラインを少なくとも1つの流体源からの流体でプライミングするように構成することができる。コントローラはさらに、少なくとも1つの照明器に電力を供給し、出力信号を監視し、出力信号が、光強度値がドライチューブ強度値に依存するプライムライン閾値を下回ったことを示すときにポンプの動作を停止するように構成され得る。 According to another embodiment of the present disclosure, a fluid pumping system may include a pump. The fluid pump system may further include a fluid line condition detector having a receptacle, at least one sensor, and at least one illuminator. The fluid pump system may further include a fluid transfer set including an output line configured to mate with the receptacle. The fluid pump system may further include a controller in data communication with the fluid line condition detector. The controller may be configured to power the at least one illuminator and monitor the output signal of the at least one sensor when the exit line is installed in the receptacle to determine a light intensity value for the dry tube. . The controller can be further configured to control operation of the pump to prime the output line with fluid from the at least one fluid source. The controller further powers the at least one illuminator, monitors the output signal, and operates the pump when the output signal indicates that the light intensity value falls below a prime line threshold that depends on the dry tube intensity value. may be configured to stop.

いくつかの実施形態において、プライミングされたラインの閾値は、ドライチューブの光強度値のパーセンテージに定数を加えることによって計算され得る。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも1つの照明器に複数回電力を供給するように構成され得、ドライチューブ光強度値は、複数回にわたってセンサから出力される最大光強度値に基づく。いくつかの実施形態では、コントローラは、少なくとも1つの照明器に複数回電力を供給し、出力信号を監視して最大光強度値を決定するように構成されてもよく、ドライチューブ光強度値は、最大光強度値および少なくとも1つの限界に基づく。いくつかの実施形態では、限界は、ドライチューブ光強度値の最小値であり得る。いくつかの実施形態では、システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み得る。コントローラは、変位流体容積が事前定義された閾値よりも大きいことを変位容積感知アセンブリが示したときに通知を生成するようにさらに構成することができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時にポンピングを継続するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、空気圧ダイヤフラムポンプであり得る。いくつかの実施形態では、ポンプの一部は、流体移送セットに含まれ得る。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの流体源は、透析液リザーバであり得る。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの照明器は、センサの光軸に対してある角度で配置された第1のLEDを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの照明器は、第2のLEDおよび第3のLEDを含み得る。いくつかの実施形態では、第2のLEDの軸および第3のLEDの軸は、センサの光軸に平行であり得る。 In some embodiments, the primed line threshold may be calculated by adding a constant to a percentage of the dry tube light intensity value. In some embodiments, the controller may be configured to power the at least one illuminator multiple times, and the dry tube light intensity value is based on the maximum light intensity value output from the sensor over the multiple times. In some embodiments, the controller may be configured to power at least one illuminator multiple times and monitor the output signal to determine a maximum light intensity value, wherein the dry tube light intensity value is , a maximum light intensity value and at least one limit. In some embodiments, the limit may be a minimum dry tube light intensity value. In some embodiments, the system may further include a displacement volume sensing assembly. The controller can be further configured to generate a notification when the displaced volume sensing assembly indicates that the displaced fluid volume is greater than a predefined threshold. In some embodiments, the controller may be configured to continue pumping upon receipt of user input from the system's user interface indicating that the output line is not yet fully primed. In some embodiments, the pump can be a diaphragm pump. In some embodiments, the pump may be a pneumatic diaphragm pump. In some embodiments, a portion of the pump may be included in a fluid transfer set. In some embodiments, at least one fluid source can be a dialysate reservoir. In some embodiments, at least one illuminator may include a first LED positioned at an angle to the optical axis of the sensor. In some embodiments, at least one illuminator may include a second LED and a third LED. In some embodiments, the axis of the second LED and the axis of the third LED may be parallel to the optical axis of the sensor.

本発明の態様について、少なくとも一部には以下の図面に示す例示的な実施形態を参照して後述する。図面において、同様の数字は同様の要素を参照する。
本発明の1つまたは複数の態様を組み込んだ自動腹膜透析(APD)システムの概略図を示す。 図1Aに示す透析液送達セットに対する代替構成を示す。 図1のAPDシステムで使用される例示的なセットの概略図である。 第1実施形態におけるカセットの組立分解斜視図である。 図3における線4-4に沿ったカセットの断面図である。 例示的な実施形態において予備成形されたポンプ室部分を有する膜を形成するために使用することができる真空成形型の斜視図である。 図3のカセット本体の正面図を示す。 例示的な実施形態における2つの異なるスペーサ配置を含むカセット本体の正面図である。 図3のカセット本体の背面斜視図である。 図3のカセット本体の背面図である。 流体ライン状態検出器または液体レベル検出器の例示的な構成の正面斜視図である。 流体ライン状態検出器または液体レベル検出器の背面斜視図である。 プリント回路基板に表面実装された3つのLEDおよび光学検出器の斜視配置図である。 検出器回路基板に実装された3つのLEDおよび光学検出器の平面図である。 プリント回路基板および透明または半透明プラスチックインサートを示す図10の検出器の組立分解斜視図である。 図10の液体レベル検出器がプライミング済み流体ラインと非プライミング流体ラインとを識別することができることを示すグラフである。 直交して向けられたLEDに対して角度が付けられたLEDを用いる液体検出を比較する光学センサによって検出された測定値を示すグラフである。 図10の液体レベル検出器が検出器内の管セグメントの存在と不在とを識別することができることを示すグラフである。 図10の液体検出器を使用する種々のサイクラに対する、プライミング済み流体ラインおよび非プライミング流体ラインに対応する信号の範囲を示すグラフである。 流体ラインをプライミングするために実行し得る複数の例示の行動を表すフローチャートである。 液体レベル検出器の代替構成の斜視図である。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの実施形態を示す。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの実施形態を示す。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの別の実施形態を示す。 流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの別の実施形態を示す。 切欠きを含む流体ラインキャップの例を示す。 制限部を含む流体ラインキャップの例を示す。 図26の線26-26における流体ラインキャップの断面図を示す。 流体ラインの流体ラインコネクタに設置された流体ラインキャップの例を示す。 図28の線28-28で取られた図27の流体ラインキャップ、流体ラインおよび流体ラインコネクタの断面図を示す。 サイクラが2部プライムでラインをプライミングするために使用することができるいくつかのステップを概説するフローチャートを示す。 サイクラのドアが開いている図1のAPDシステムの斜視図である。 図31の実施形態におけるカセットと相互作用するためのサイクラの制御面の正面図である。 サイクラの制御面の実施形態の正面図である。 図33Aの選択された断面図を示す。 図33Aの選択された断面図を示す。 嵌合圧力供給ブロックおよび圧力分配モジュール付きの図32の界面のためのアセンブリの分解図である。 ベースユニットの圧力供給ブロックとポンプカセットとの間に挿入された制御ガスケットの分解図を示す。 一体化マニホールドの組立分解図である。 一体化マニホールドの2つの等角図を示す。 サイクラを通る流体流を制御する空気圧系統の概略図を示す。 カセット固定具の実施形態の正面側面図である。 図3に示すカセット等の変更されたカセットから作製されるカセット固定具の別の例を示す。 変更されたカセットカセットから作製されるカセット固定具の別の例を示す。 液体供給ストローク中のポンプカセットの制御または作動チャンバからの圧力追跡を示している。 例示的な実施形態における、カセットのポンプ室ならびに関連する制御構成要素及び流入/流出路の概略図である。 図43の実施形態に対して、弁X2が開放される前の時点から弁X2が開放された幾分か後までの制御室および基準室に対する例示的な圧力知のプロットである。 例示的な実施形態における、カセットの制御室と圧力センサおよび流入/流出路を含む関連する制御構成要素との概略図である。 圧送およびFMSプロセス中の基準室および制御室に対する圧力対時間プロットである。 FMSプロセスの空気圧ステップのフローチャートである。 +FMSプロセス中のポンプ室および基準室の圧力のプロットである。 -FMSプロセス中のポンプ室および基準室の圧力のプロットである。 3つの別個の閉鎖質量系を含む+FMSプロセスのポリトロープ概念モデルの図である。 制御室容積に対する+FMSの場合のポリトロープ膨張定数のプロットである。 3つの別個の閉鎖質量系を含む-FMSプロセスのポリトロープ概念モデルの図である。 制御室質量に対する-FMSの場合のポリトロープ膨張定数のプロットである。 基礎AIA FMS計算ステップのフローチャートである。 AIA FMS計算ステップのより詳細なフローチャートである。 ダイヤフラムポンプに対するFMS較正方法のフローチャートである。 FMS較正方法に対して部分ストローク容積を較正するフローチャートである。 ダイヤフラムポンプにおいて部分ストローク容積を較正するために使用されるプロセスの図である。 ポンプダイヤフラムがチャンバ壁に近づくときの部分ストローク較正中の容積測定値の補正の図である。 液体送達ストローク中のポンプカセットの制御室または作動チャンバからの圧力追跡を示す。 液体送達ストローク中の制御室または作動チャンバにおける圧力をプロットするグラフと、液体送達ストローク中の累積容積推定プロットとを示す。 経時的な制御室容積変化を推定するために使用することができる複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ポンプストローク中に経時的な制御室容積変化を推定するために使用される式を調整する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ストローク中の流量に基づいてストロークの終了を検出する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ストロークを完了するために必要な時間を予測することによりストロークの終了を確定する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 ポンプストロークが進行中である間に流量低減状態を検出する複数のステップを概説するフローチャートを示す。 例示的な使い捨て流体ポンプカセットの上面図を示す。 図63Aの線63B-63Bで取られた断面図を示す。 図63Aの線63C-63Cで取られた断面図を示す。 例示的な容量測定標準セットの上面図を示す。 図64Aの線64B-64Bで取られた断面図を示す。 図64Aの線64C-64Cで取られた断面図を示す。 例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図65Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図66Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図67Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 図65Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図66Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図67Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図69Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図70Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図71Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 別の例示的な容積測定標準カセットの斜視図を示す。 図72Aに示される容積測定標準カセットの上面図を示す。 図69Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図70Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図71Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 図72Aに示される例示的な容量測定標準セットの断面図を示す。 1つまたは複数の容積測定較正カセットを用いて較正を実行するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 サイクラの制御室の例示的な較正曲線を示すグラフを示す。 サイクラによって使用され得るいくつかの較正曲線を示す例示的なグラフを示す。 サイクラの較正曲線を改良するために使用することができるいくつかの例示的なアクションを示すフローチャートを示す。 差し迫った治療で使用されようとしている使い捨てカセットに関連する情報に基づいて、特定のサイクラの較正曲線を改良するために使用され得るいくつかの例示的なアクションを示すフローチャートを示す。 製造中に使い捨てカセットの製造ロットを試験するために使用することができるいくつかの例示的なアクションを示すフローチャートを示す。 システムの対象となるコンポーネントのヘッド高さを検出するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 関心のある構成要素の決定されたヘッド高さに基づいてポンプ圧を調整するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 システムの対象となるコンポーネントのヘッド高さ検出中に実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 システムの対象となるコンポーネントのヘッド高さ検出中に実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャートを示す。 異なるヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了した後のポンプ室の代表的な図を示す。 異なるヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了した後のポンプ室の代表的な図を示す。 特定のヘッド高さの較正曲線を決定するために使用され得るいくつかのアクションを詳述するフローチャートを示す。
Aspects of the invention are described below, at least in part, with reference to exemplary embodiments illustrated in the following drawings. In the drawings, like numbers refer to like elements.
1 shows a schematic diagram of an automated peritoneal dialysis (APD) system incorporating one or more aspects of the present invention. 1B shows an alternative configuration to the dialysate delivery set shown in FIG. 1A. 2 is a schematic diagram of an exemplary set used in the APD system of FIG. 1; FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the cassette in the first embodiment. 4 is a cross-sectional view of the cassette taken along line 4-4 in FIG. 3. FIG. FIG. 2 is a perspective view of a vacuum forming mold that may be used to form a membrane with a preformed pump chamber portion in an exemplary embodiment. 4 shows a front view of the cassette body of FIG. 3. FIG. FIG. 6 is a front view of a cassette body including two different spacer arrangements in an exemplary embodiment. FIG. 4 is a rear perspective view of the cassette body of FIG. 3; FIG. 4 is a rear view of the cassette main body of FIG. 3; 1 is a front perspective view of an exemplary configuration of a fluid line condition detector or liquid level detector; FIG. FIG. 3 is a rear perspective view of a fluid line condition detector or liquid level detector. FIG. 3 is a perspective layout of three LEDs and an optical detector surface mounted on a printed circuit board. FIG. 3 is a top view of three LEDs and an optical detector mounted on a detector circuit board. 11 is an exploded perspective view of the detector of FIG. 10 showing the printed circuit board and transparent or translucent plastic insert; FIG. 11 is a graph illustrating that the liquid level detector of FIG. 10 is capable of distinguishing between primed and unprimed fluid lines. Figure 3 is a graph showing measurements detected by an optical sensor comparing liquid detection using angled LEDs versus orthogonally oriented LEDs. 11 is a graph showing that the liquid level detector of FIG. 10 is capable of distinguishing between the presence and absence of a tube segment within the detector. 11 is a graph showing the range of signals corresponding to primed and unprimed fluid lines for various cyclers using the liquid detector of FIG. 10; FIG. 2 is a flowchart depicting several example actions that may be performed to prime a fluid line. FIG. 3 is a perspective view of an alternative configuration of a liquid level detector. FIG. 7 illustrates an embodiment of a fluid line cap, fluid line, and fluid line connector. FIG. 7 illustrates an embodiment of a fluid line cap, fluid line, and fluid line connector. Figure 3 illustrates another embodiment of a fluid line cap, fluid line and fluid line connector. Figure 3 illustrates another embodiment of a fluid line cap, fluid line and fluid line connector. Figure 3 shows an example of a fluid line cap that includes a cutout. FIG. 7 shows an example of a fluid line cap that includes a restriction. FIG. 27 shows a cross-sectional view of the fluid line cap at line 26-26 of FIG. 26. FIG. Figure 3 shows an example of a fluid line cap installed on a fluid line connector of a fluid line. 28 shows a cross-sectional view of the fluid line cap, fluid line, and fluid line connector of FIG. 27 taken at line 28-28 of FIG. 28. Figure 3 shows a flowchart outlining several steps that a cycler can use to prime a line with a two-part prime. 2 is a perspective view of the APD system of FIG. 1 with the cycler door open; FIG. 32 is a front view of a control surface of a cycler for interacting with a cassette in the embodiment of FIG. 31; FIG. FIG. 3 is a front view of an embodiment of a control surface of a cycler. 33B shows selected cross-sectional views of FIG. 33A. 33B shows selected cross-sectional views of FIG. 33A. 33 is an exploded view of the assembly for the interface of FIG. 32 with mating pressure supply blocks and pressure distribution modules; FIG. Figure 3 shows an exploded view of the control gasket inserted between the pressure supply block of the base unit and the pump cassette. FIG. 3 is an exploded view of the integrated manifold. Figure 2 shows two isometric views of the integrated manifold. Figure 2 shows a schematic diagram of a pneumatic system that controls fluid flow through the cycler. FIG. 3 is a front side view of an embodiment of a cassette fixture. 4 shows another example of a cassette fixture made from a modified cassette, such as the cassette shown in FIG. 3; FIG. 7 shows another example of a cassette fixture made from a modified cassette cassette. Figure 3 shows pressure tracking from the control or actuation chamber of the pump cassette during the liquid delivery stroke. 2 is a schematic diagram of a pump chamber and associated control components and inlet/outlet passageways of a cassette in an exemplary embodiment; FIG. 44 is an exemplary pressure plot for the control and reference chambers from before valve X2 is opened to some time after valve X2 is opened, for the embodiment of FIG. 43; FIG. 2 is a schematic diagram of a control chamber of a cassette and associated control components including pressure sensors and inflow/outflow passages in an exemplary embodiment; FIG. 2 is a pressure versus time plot for the reference and control chambers during pumping and FMS processes. 2 is a flowchart of the pneumatic steps of the FMS process. Figure 3 is a plot of pump chamber and reference chamber pressure during the +FMS process. - Plot of pressure in the pump chamber and reference chamber during the FMS process. FIG. 2 is an illustration of a polytropic conceptual model of a +FMS process involving three separate closed mass systems. FIG. 4 is a plot of polytropic expansion constant for +FMS versus control room volume. FIG. FIG. 2 is an illustration of a polytropic conceptual model of the FMS process - including three separate closed mass systems. Figure 2 is a plot of polytropic expansion constant for -FMS versus control room mass. 3 is a flowchart of basic AIA FMS calculation steps; Figure 3 is a more detailed flowchart of the AIA FMS calculation steps. 1 is a flowchart of an FMS calibration method for a diaphragm pump. 5 is a flow chart for calibrating partial stroke volumes for the FMS calibration method; FIG. 2 is an illustration of a process used to calibrate partial stroke volumes in a diaphragm pump. FIG. 3 is an illustration of the correction of volumetric measurements during partial stroke calibration as the pump diaphragm approaches the chamber wall; Figure 3 shows pressure traces from the control or working chamber of the pump cassette during a liquid delivery stroke. FIG. 7 shows a graph plotting pressure in a control or working chamber during a liquid delivery stroke and a cumulative volume estimation plot during a liquid delivery stroke. FIG. 3 shows a flowchart outlining multiple steps that can be used to estimate control room volume changes over time. FIG. 3 shows a flowchart outlining multiple steps for adjusting the equation used to estimate control chamber volume change over time during a pump stroke. 2 shows a flowchart outlining multiple steps for detecting end of stroke based on flow rate during the stroke. FIG. 3 shows a flowchart outlining multiple steps for determining the end of a stroke by predicting the time required to complete the stroke. 2 shows a flowchart outlining multiple steps for detecting a reduced flow condition while a pump stroke is in progress. FIG. 3 illustrates a top view of an exemplary disposable fluid pump cassette. 63B shows a cross-sectional view taken along line 63B-63B of FIG. 63A. 63C shows a cross-sectional view taken along line 63C-63C of FIG. 63A. FIG. 3 shows a top view of an exemplary set of capacitance measurement standards. 64B shows a cross-sectional view taken along line 64B-64B of FIG. 64A. 64A shows a cross-sectional view taken along line 64C-64C of FIG. 64A. FIG. 2 shows a perspective view of an exemplary volumetric standard cassette. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 65A shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 65A. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 66B shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 66A. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 67B shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 67A. 65A illustrates a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 65A. 66A illustrates a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 66A. 67A illustrates a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 67A. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 69B shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 69A. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 70A shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 70A. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 71A shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 71A. FIG. 3 shows a perspective view of another exemplary volumetric standard cassette. 72B shows a top view of the volumetric standard cassette shown in FIG. 72A. 69B illustrates a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 69A. 70A shows a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 70A. 71A illustrates a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 71A. 72A illustrates a cross-sectional view of the exemplary capacitance measurement standard set shown in FIG. 72A. FIG. 5 depicts a flowchart detailing some example actions that may be performed to perform calibration with one or more volumetric calibration cassettes. FIG. 6 shows a graph showing an exemplary calibration curve for a control room of a cycler. FIG. 5 shows an exemplary graph showing several calibration curves that may be used by a cycler. FIG. 2 shows a flowchart illustrating some example actions that can be used to improve a cycler's calibration curve. FIG. 12 depicts a flowchart illustrating some example actions that may be used to refine a particular cycler's calibration curve based on information related to the disposable cassette that is about to be used in an impending treatment. FIG. 5 depicts a flowchart illustrating some example actions that may be used to test production lots of disposable cassettes during manufacturing. FIG. 5 depicts a flowchart detailing some example actions that may be performed to detect the head height of a component of interest in the system. FIG. 5 depicts a flowchart detailing several example actions that may be performed to adjust pump pressure based on the determined head height of the component of interest. FIG. 5 depicts a flowchart detailing some example actions that may be performed during head height detection of a component of interest in the system. FIG. 5 depicts a flowchart detailing some example actions that may be performed during head height detection of a component of interest in the system. Figure 3 shows representative views of the pump chamber after completing a delivery stroke to the destination at different head heights. Figure 3 shows representative views of the pump chamber after completing a delivery stroke to the destination at different head heights. FIG. 5 shows a flowchart detailing several actions that may be used to determine a calibration curve for a particular head height.

自動腹膜透析システム
図1Aは、開示の1つまたは複数の側面を包含する自動腹膜透析(APD)システム10を示す。2015年6月5日に出願されたNorrisらの米国特許番号10,058,694(発明の名称:複数の流体ラインを使用する医療システムおよび方法)(代理人整理番号:Q21)に示され記載されているものなどの他のAPDシステムまたはそのコンポーネント(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)は、本明細書に詳述される開示の様々な態様とともに使用することもできる。
Automated Peritoneal Dialysis System FIG. 1A illustrates an automated peritoneal dialysis (APD) system 10 that incorporates one or more aspects of the disclosure. Illustrated and described in Norris et al., U.S. Patent No. 10,058,694 (Title: Medical Systems and Methods Using Multiple Fluid Lines) (Attorney Docket Number: Q21) filed June 5, 2015 Other APD systems, or components thereof, such as those described herein (incorporated herein by reference in their entirety) may also be used with various aspects of the disclosure detailed herein.

図1Aに示すように、たとえば、この例示的な実施形態におけるシステム10は、透析液送達セット12(いくつかの実施形態では、使い捨てセットであり得る)と、送達セット12と相互作用して溶液容器20(たとえば、バッグ)によって提供される液体を圧送するサイクラ14と、APD処置を行うようにプロセスを管理する制御システム16(たとえば、プログラムされたコンピュータまたは他のデータプロセッサ、コンピュータメモリ、ユーザもしくは他のデバイスに情報を提供しかつそこから入力を受け取るインタフェース、1つもしくは複数のセンサ、アクチュエータ、リレー、空気圧式ポンプ、タンク、電源および/または他の好適な構成要素を含み、すなわち、図1にはユーザ制御入力を受け取るわずかな数のボタンしか示さないが、制御システム構成要素に関するさらなる詳細については後述する)を含む。この例示的な実施形態では、サイクラ14および制御システム16は、共通のハウジング82に関連づけられているが、2つ以上のハウジングに関連づけることができ、かつ/または互いに別個であり得る。サイクラ14は、テーブルトップまたは家庭に通常見いだされる他の比較的小さい表面の上で操作されるのに適した、小型の設置場所を有することができる。サイクラ14は、軽量かつ携帯可能であり、たとえば、ハウジング82の両側のハンドルを介して手で所持することができる。 As shown in FIG. 1A, for example, system 10 in this exemplary embodiment interacts with dialysate delivery set 12 (which in some embodiments may be a disposable set) to A cycler 14 that pumps liquid provided by a container 20 (e.g., a bag) and a control system 16 (e.g., a programmed computer or other data processor, computer memory, user or including an interface that provides information to and receives input from other devices, one or more sensors, actuators, relays, pneumatic pumps, tanks, power supplies, and/or other suitable components, i.e., FIG. only a few buttons are shown for receiving user control inputs (more details regarding the control system components are discussed below). In this exemplary embodiment, cycler 14 and control system 16 are associated with a common housing 82, but may be associated with more than one housing and/or may be separate from each other. The cycler 14 can have a compact footprint suitable for operation on a table top or other relatively small surface typically found in the home. The cycler 14 is lightweight and portable, and can be held by hand, for example, via handles on either side of the housing 82.

セット12は、この実施形態では、単回使用の使い捨て品であるように意図されているが、代わりに、1つまたは複数の再使用可能部品を有することができ、または全体として再使用可能であり得る。ユーザは、各APD治療セッションを開始する前に、たとえばサイクラ14の正面ドア141内にカセット24を取り付けることにより、セット12をサイクラ14に関連づけ、サイクラ14は、カセット24と相互作用して、セット12のさまざまなラインにおいて流体流を圧送し制御する。たとえば、APDを行うために、透析液を患者にかつ患者から圧送することができる。治療後、ユーザは、サイクラ14からセット12の構成要素のすべてまたは一部を取り外すことができる。 Although set 12 is intended in this embodiment to be a single-use disposable item, it may instead have one or more reusable parts, or be entirely reusable. could be. Before starting each APD treatment session, the user associates the set 12 with the cycler 14, for example by installing the cassette 24 in the front door 141 of the cycler 14, and the cycler 14 interacts with the cassette 24 to It pumps and controls fluid flow in 12 different lines. For example, to perform APD, dialysate can be pumped to and from the patient. After treatment, the user may remove all or some of the components of set 12 from cycler 14.

本技術分野において既知であるように、使用する前、ユーザは、セット12の患者ライン34を、接続部36において自身の体内留置腹膜カテーテル(図示せず)に接続することができる。一実施形態では、異なるサイズの患者ライン34を有するもの等、1つまたは複数の異なるタイプのカセット24と動作するように、サイクラ14を構成することができる。たとえば、成人患者で使用されるサイズである患者ライン34を備えた第1タイプのカセット、および幼児または小児の使用のためのサイズである患者ライン34を備えた第2タイプのカセットと動作するように、サイクラ14を構成することができる。小児用患者ライン34は、ラインの容積を最小限にするように、成人用ラインより短くかつ内径を小さくすることができ、透析液のより制御された送達を可能にし、セット12が連続的な排液および充填サイクルで使用されるとき、比較的大量の使用済み透析液が小児患者に戻るのを回避するのに役立つ。サイクラ14のヒータ容器受入部分(この場合、トレイ)142の上に、ライン26によってカセット24に接続されるヒータバッグ22を配置することができる。サイクラ14は、新鮮な透析液を(カセット24を介して)ヒータバッグ22内に圧送することができ、それにより、ヒータトレイ142によって、たとえば、トレイ142に関連づけられた電気抵抗加熱素子によって、透析液を約37℃の温度まで加熱することができる。加熱された透析液は、ヒータバッグ22からカセット24および患者ライン34を介して患者に提供することができる。代替実施形態では、患者に向かう途中で、カセット24に入る際、またはカセット24から出た後、透析液をヒータトレイ142と接触する管に通すか、または(カセット24に設けることができる)直列流体ヒータに通すことによって、透析液を加熱することができる。使用済み透析液は、患者から患者ライン34を介してカセット24にかつ排液ライン28内に圧送することができ、排液ライン28は、排液ライン28の1つまたは複数の分岐を通る流れを制御する1つまたは複数のクランプを含むことができる。この例示的に実施形態では、排液ライン28は、排液ライン28を専用の排液受けに接続するコネクタ39と、試験または他の分析のために使用済み透析液のサンプルを取得する排出物サンプルポート282とを含むことができる。ユーザはまた、ドア141内に1つまたは複数の容器20のライン30を取り付けることができる。ライン30はまた、連続またはリアルタイム透析液調合システムに接続することも可能である。(ライン26、28、30、34は、要求に応じて、可撓性管および/または好適なコネクタならびに他の構成要素(ピンチ弁等)を含むことができる)。容器20は、注入する滅菌腹膜透析液、または他の物質(たとえば、サイクラ14が、水と混合し、または異なるタイプの透析液を混ぜることによって透析液を処方するために使用する物質)を収容することができる。カセット24のスパイク160にライン30を接続することができ、スパイク160は、図1Aでは取外し可能キャップによって覆われている。 Prior to use, the user can connect the patient line 34 of set 12 to his or her indwelling peritoneal catheter (not shown) at connection 36, as is known in the art. In one embodiment, cycler 14 can be configured to operate with one or more different types of cassettes 24, such as those having patient lines 34 of different sizes. For example, a first type of cassette with a patient line 34 that is sized for use with an adult patient, and a second type of cassette with a patient line 34 that is sized for infant or pediatric use. The cycler 14 can be configured as follows. Pediatric patient lines 34 can be shorter and have a smaller inner diameter than adult lines to minimize the volume of the line, allowing for more controlled delivery of dialysate, and ensuring that set 12 is continuous When used in drain and fill cycles, it helps avoid relatively large amounts of used dialysate from returning to the pediatric patient. A heater bag 22 can be placed above a heater container receiving portion (in this case, a tray) 142 of the cycler 14, which is connected to the cassette 24 by a line 26. The cycler 14 can pump fresh dialysate into the heater bag 22 (via the cassette 24), thereby allowing the dialysis fluid to be pumped into the heater bag 22 by the heater tray 142, e.g., by an electrical resistance heating element associated with the tray 142. The liquid can be heated to a temperature of about 37°C. Heated dialysate may be provided to the patient from heater bag 22 via cassette 24 and patient line 34. In an alternative embodiment, on the way to the patient, upon entering or exiting the cassette 24, the dialysate is passed through tubing that contacts the heater tray 142 or in series (which may be provided in the cassette 24). The dialysate can be heated by passing it through a fluid heater. Spent dialysate may be pumped from the patient to the cassette 24 via a patient line 34 and into a drain line 28, which allows flow through one or more branches of the drain line 28. may include one or more clamps to control the . In this illustrative embodiment, the drain line 28 includes a connector 39 that connects the drain line 28 to a dedicated drain receiver and a drain that obtains a sample of used dialysate for testing or other analysis. A sample port 282 may be included. The user can also install the line 30 of one or more containers 20 within the door 141. Line 30 can also be connected to a continuous or real-time dialysate dispensing system. (Lines 26, 28, 30, 34 may include flexible tubing and/or suitable connectors and other components (such as pinch valves) as desired). Container 20 contains sterile peritoneal dialysis fluid to be infused, or other substances (e.g., materials that cycler 14 uses to formulate dialysate by mixing with water or mixing different types of dialysate). can do. Line 30 can be connected to spike 160 of cassette 24, which is covered by a removable cap in FIG. 1A.

本発明の一態様では、サイクラ14は、自動的に、カセット24の1つまたは複数のスパイク160からキャップを取り外し、溶液容器20のライン30をそれぞれのスパイク160に接続することができる。この特徴は、非滅菌物品のスパイク160との接触の機会を低減させることにより、感染または汚染の可能性を低減させるのに役立つことができる。 In one aspect of the invention, cycler 14 can automatically remove the cap from one or more spikes 160 of cassette 24 and connect line 30 of solution container 20 to the respective spike 160. This feature can help reduce the likelihood of infection or contamination by reducing the chance of contact with spikes 160 of non-sterile articles.

別の態様では、透析液送達セット12Aは、カセットスパイク160を有していない場合がある。代わりに、1つまたは複数の溶液ライン30は、図1Bに示すように、カセット24の入口ポートに永久的に取り付けることができる。この場合、各溶液ライン30は、溶液容器または透析液バッグ20に手動で接続するための(キャップ付き)スパイクコネクタ35を有することができる。 In another aspect, dialysate delivery set 12A may not have cassette spikes 160. Alternatively, one or more solution lines 30 can be permanently attached to the inlet port of cassette 24, as shown in FIG. 1B. In this case, each solution line 30 may have a spike connector 35 (with a cap) for manual connection to a solution container or dialysate bag 20.

さまざまな接続を行うことにより、制御システム16は、APD処置の典型的な一連の充填、滞留および/または排液サイクルを通してサイクラ14のペースを定めることができる。たとえば、充填段階中、サイクラ14は、1つまたは複数の容器20(または他の透析液供給源)から透析液を加熱するためにヒータバッグ22内に(カセット24によって)圧送することができる。その後、サイクラ14は、加熱した透析液をヒータバッグ22からカセット24を通して、患者ライン34を介して患者の腹膜腔内に注入することができる。滞留段階に続き、サイクラ14は、排液段階を開始することができ、排液段階の間、サイクラ14は、患者からライン34を介して(この場合もまたカセット24により使用済み透析液を圧送し、使用済み透析液を、排液ライン28を介して近くのドレーン(図示せず)内に排液する。 By making the various connections, control system 16 can pace cycler 14 through a typical series of fill, dwell and/or drain cycles of an APD procedure. For example, during the fill phase, cycler 14 may pump (via cassette 24) dialysate from one or more containers 20 (or other dialysate source) into heater bag 22 to heat dialysate. Cycler 14 can then inject the heated dialysate from heater bag 22 through cassette 24 and into the patient's peritoneal cavity via patient line 34 . Following the dwell phase, cycler 14 may begin a drain phase during which cycler 14 pumps used dialysate from the patient via line 34 (also by cassette 24). The used dialysate is then drained into a nearby drain (not shown) via drain line 28.

サイクラ14は、溶液容器20および/またはヒータバッグ22がサイクラ14の上方の規定された頭高に配置されることが必ずしも必要ではなく、たとえば、サイクラ14は必ずしも重力流システムではないためである。代わりに、サイクラ14は、供給源溶液容器20がサイクラ14の上方、下方または同じ高さにあり、患者がサイクラの上方または下方にいる等であっても、重力流を模倣するか、または他の方法で透析液の流れを好適に制御することができる。たとえば、サイクラ14は、所与の処置の間に、固定の頭高を模倣することができ、または、サイクラ14は、処置中に透析液に加えられる圧力を増減させるように、有効頭高を変更することができる。サイクラ14はまた、透析液の流量も調整することができる。本発明の一態様では、サイクラ14は、充填動作または排液動作の患者の知覚を低減させるように、患者に提供されるかまたは患者から引き出されるときの透析液の圧力および/または流量を調整することができる。こうした調整は、単一の充填および/または排液サイクル中に行うことができ、または、異なる充填サイクルおよび/または排液サイクルにわたって調整することができる。一実施形態では、サイクラ14は、排液動作の最後の近くで患者から使用済み透析液を引き出すために使用される圧力を漸減させることができる。サイクラ14は、人為的な頭高を確立することができるため、患者の特定の生理機能または相対的な高さの変化と相互作用する柔軟性を有し、それに適合することができる。 The cycler 14 does not necessarily require that the solution container 20 and/or the heater bag 22 be positioned at a defined head height above the cycler 14, for example because the cycler 14 is not necessarily a gravity flow system. Alternatively, the cycler 14 may be configured to simulate gravity flow or otherwise, even if the source solution container 20 is above, below, or at the same height as the cycler 14, the patient is above or below the cycler, etc. The flow of dialysate can be suitably controlled by this method. For example, cycler 14 can mimic a fixed head height during a given procedure, or cycler 14 can increase or decrease the effective head height to increase or decrease the pressure applied to the dialysate during a procedure. Can be changed. Cycler 14 can also regulate the flow rate of dialysate. In one aspect of the invention, the cycler 14 adjusts the pressure and/or flow rate of dialysate as it is delivered to or withdrawn from the patient so as to reduce the patient's perception of the filling or draining action. can do. Such adjustments can be made during a single fill and/or drain cycle, or can be adjusted over different fill and/or drain cycles. In one embodiment, the cycler 14 may taper off the pressure used to withdraw spent dialysate from the patient near the end of the drain operation. The cycler 14 can establish an artificial head height and thus have the flexibility to interact with and adapt to the patient's particular physiology or relative height changes.

カセット
カセット本発明の一態様では、カセット24は、溶液供給ラインに対して別個に閉塞可能である患者ラインおよび排液ラインを含むことができる。すなわち、患者ラインへのかつ患者ラインからのセーフティクリティカルな流れは、たとえば、1つまたは複数の溶液供給ラインを通る流れを閉塞させる必要なしに、流れを停止するようにラインを挟むことによって、制御することができる。この特徴により、簡略化したオクルーダ装置を可能にすることができ、それは、患者の安全にほとんどまたはまったく影響を与えない他のラインを閉塞させることとは対照的に、2つのラインのみに関して閉塞を行うことができるためである。たとえば、患者または排液接続が分離された状況では、患者ラインおよび排液ラインを閉塞させることができる。しかしながら、溶液供給ラインおよび/またはヒータバッグラインは、流れるように開放したままであり、サイクラ14が次の透析サイクルの準備をすることができるようにすることができ、たとえば、患者ラインおよび排液ラインの別個の閉塞は、サイクラ14に対して、1つまたは複数の容器20からヒータバッグ22または他の溶液容器20に透析液を圧送し続けるのを可能にしながら、患者の安全を確保するのに役立つことができる。
Cassette Cassette In one aspect of the invention, the cassette 24 can include patient lines and drainage lines that are separately occludable to the solution supply lines. That is, safety-critical flow to and from patient lines can be controlled, for example, by pinching the lines to stop flow without the need to occlude flow through one or more solution supply lines. can do. This feature allows for a simplified occluder device, which allows for occlusion with respect to only two lines, as opposed to occluding other lines that have little or no impact on patient safety. This is because it can be done. For example, in situations where the patient or drain connections are separated, the patient and drain lines can be occluded. However, the solution supply lines and/or heater bag lines may remain open to flow, allowing the cycler 14 to prepare for the next dialysis cycle, e.g., patient lines and drains. Separate occlusion of the line allows cycler 14 to continue pumping dialysate from one or more containers 20 to heater bag 22 or other solution containers 20 while ensuring patient safety. can be helpful.

本発明の別の態様では、カセットは、カセットの1つの側または一部に患者ライン、排液ラインおよびヒータバッグライン、カセットの別の側または別の部分、たとえば、カセットの反対側に1つまたは複数の溶液供給ラインを有することができる。こうした配置により、上述したように溶液ラインに関して患者ライン、排液ラインまたはヒータバッグラインの別個の閉塞を可能にすることができる。カセットに取り付けられたラインをタイプまたは機能によって物理的に分離することにより、所定のタイプまたは機能のラインとの相互作用のより効率的な制御が可能になる。たとえば、こうした配置により、簡略化したオクルーダ設計を可能にすることができ、それは、カセットに通じるかまたはカセットからのすべてのラインよりこれらのラインのうちの1つ、2つまたは3つを閉塞させるために必要な力が小さくなるためである。別法として、この配置により、より詳細に後述するように、カセットに対する溶液供給ラインのより有効な自動接続を可能にすることができる。すなわち、溶液供給ラインおよびそれらのそれぞれの接続部が患者ライン、排液ラインおよび/またはヒータバッグラインから離れて配置されて、自動キャップ外しおよび接続装置は、カセットのスパイクからキャップを取り除くとともに、溶液供給ラインのキャップを取り除き、患者ライン、排液ラインまたはヒータバッグラインによる妨げなしにそれぞれのスパイクにラインを接続することができる。 In another aspect of the invention, the cassette has patient lines, drainage lines and heater bag lines on one side or part of the cassette, and one on the other side or part of the cassette, e.g. Or it can have multiple solution supply lines. Such an arrangement may allow for separate occlusion of patient lines, drainage lines or heater bag lines with respect to solution lines, as described above. Physically separating the lines attached to the cassette by type or function allows for more efficient control of interaction with lines of a given type or function. For example, such an arrangement may allow for a simplified occluder design, which occludes one, two or three of these lines rather than all lines leading to or from the cassette. This is because the force required to do so becomes smaller. Alternatively, this arrangement may allow for more efficient automatic connection of solution supply lines to the cassette, as described in more detail below. That is, the solution supply lines and their respective connections are located away from the patient lines, drain lines and/or heater bag lines so that the automatic decapping and connection device removes the cap from the cassette spike and removes the solution. The caps on the supply lines can be removed and the lines connected to their respective spikes without interference from patient lines, drainage lines or heater bag lines.

図2は、上述した本発明の態様を組み込んだカセット24の例示的な実施形態を示す。この実施形態では、カセット24は、略平面本体を有し、カセット本体の左端部のそれぞれのポートに、ヒータバッグライン26、排液ライン28および患者ライン34が接続され、カセット本体の右端部は、溶液供給ライン30を接続することができる5つのスパイク160を含むことができる。図2に示す配置では、スパイク160の各々はスパイクキャップ63によって覆われ、スパイクキャップ63を取り除いて、それぞれのスパイクを露出させ、それぞれのライン30への接続を可能にすることができる。上述したように、ライン30を、たとえば透析での使用および/または透析液の処方のために、1つまたは複数の溶液容器または他の物質源に取り付け、サンプリングの目的で、または腹膜平衡試験(PET試験)のために、1つまたは複数の収集バッグに接続することができる。 FIG. 2 depicts an exemplary embodiment of a cassette 24 incorporating aspects of the invention described above. In this embodiment, the cassette 24 has a generally planar body with the heater bag line 26, drain line 28 and patient line 34 connected to respective ports on the left end of the cassette body, and the right end of the cassette body connected to respective ports on the left end of the cassette body. , can include five spikes 160 to which solution supply lines 30 can be connected. In the arrangement shown in FIG. 2, each of the spikes 160 is covered by a spike cap 63, which can be removed to expose the respective spike and allow connection to the respective line 30. As mentioned above, the line 30 can be attached to one or more solution containers or other sources of substances, for example for use in dialysis and/or for prescription of dialysate, for sampling purposes, or for peritoneal equilibrium testing ( (PET examination), it can be connected to one or more collection bags.

図3および図4は、この例示的な実施形態におけるカセット24の組立分解図(それぞれ、斜視図および上面図)を示す。カセット24は、略平面形状を有する比較的薄く平坦な部材として形成され、たとえば、好適なプラスチックからモールドされ、押出成形されまたは他の方法で形成される構成要素を含むことができる。この実施形態では、カセット24は、カセット24に対するフレームまたは構造部材として機能するとともに、さまざまな流路、ポート、弁部分等を少なくとも部分的に形成するものとして機能するベース部材18を含む。ベース部材18は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)アクリル樹脂、または環状オレフィンコポリマー/超低密度ポリエチレン(COC/ULDPE)等の好適なプラスチックまたは他の材料からモールドするかまたは他の方法で形成することができ、比較的剛性があり得る。実施形態では、COC対ULDPEの比は、およそ85%/15%であり得る。図3は、ベース部材18に形成されているヒータバッグ用のポート(ポート150)、排液用のポート(ポート152)および患者用のポート(ポート154)も示す。これらのポートの各々は、たとえば、外側リングまたはスカート158から延在する中心チューブ156、または中心チューブのみ等、任意の好適な方法で配置することができる。ヒータバッグライン26、排液ライン28および患者ライン34の各々に対する可撓性管は、中心チューブ156に接続し、存在する場合は外側リング158が係合することができる。 3 and 4 show exploded views (perspective and top views, respectively) of cassette 24 in this exemplary embodiment. Cassette 24 is formed as a relatively thin, flat member having a generally planar shape and may include components molded, extruded, or otherwise formed from a suitable plastic, for example. In this embodiment, cassette 24 includes a base member 18 that serves as a frame or structural member for cassette 24 and that at least partially defines various flow passages, ports, valve portions, etc. Base member 18 may be molded or otherwise formed from a suitable plastic or other material, such as polymethyl methacrylate (PMMA) acrylic resin, or cyclic olefin copolymer/ultra low density polyethylene (COC/ULDPE). and can be relatively rigid. In embodiments, the ratio of COC to ULDPE may be approximately 85%/15%. FIG. 3 also shows a heater bag port (port 150), a drainage port (port 152), and a patient port (port 154) formed in base member 18. Each of these ports may be arranged in any suitable manner, such as, for example, with a center tube 156 extending from an outer ring or skirt 158, or only a center tube. Flexible tubing for each of heater bag line 26, drainage line 28, and patient line 34 connects to central tube 156 and can be engaged by outer ring 158, if present.

ベース部材18の両側を、膜15および16、たとえば、たとえば、鋳造され、押出成形され、または他の方法で形成されるポリ塩化ビニル(PVC)から作製された可撓性ポリマーフィルムによって覆うことができる。別法として、たとえば、共押出成形可能接着剤(coextrudableadhesive)(CXA)によって合わせて保持される、ポリシクロヘキシレンジメチレンシクロヘキサンジカルボキシレート(PCCE)および/またはULDPEの2つ以上の層のラミネートとして形成することができる。いくつかの実施形態では、膜厚さは、およそ0.002インチ~0.020インチ厚さの範囲であり得る。好ましい実施形態では、PVC系膜の厚さは、およそ0.012インチ~0.016インチ厚さの範囲、より好ましくはおよそ0.014インチ厚さであり得る。たとえばラミネートシート等、別の好ましい実施形態では、ラミネートの厚さは、およそ0.006インチ~0.010インチ厚さの範囲、より好ましくはおよそ0.008インチ厚さであり得る。 Base member 18 may be covered on both sides by membranes 15 and 16, e.g., a flexible polymeric film made from polyvinyl chloride (PVC), e.g., cast, extruded, or otherwise formed. can. Alternatively, for example, as a laminate of two or more layers of polycyclohexylene dimethylene cyclohexanedicarboxylate (PCCE) and/or ULDPE held together by a coextrudable adhesive (CXA). can be formed. In some embodiments, the film thickness can range from approximately 0.002 inches to 0.020 inches thick. In preferred embodiments, the thickness of the PVC-based membrane may range from approximately 0.012 inches to 0.016 inches thick, more preferably approximately 0.014 inches thick. In another preferred embodiment, such as a laminate sheet, the thickness of the laminate may range from approximately 0.006 inch to 0.010 inch thick, more preferably approximately 0.008 inch thick.

膜15および16はともに、カセット24の流路の一部を閉鎖するかまたは他の方法で形成するように機能することができるだけでなく、弁ポートを開放/閉鎖しかつ/またはカセット24内の流体を移動させるポンプダイヤフラム、隔壁または壁の一部として機能するように、移動させるかまたは他の方法で操作することも可能である。たとえば、膜15および16は、ベース部材18の上に配置して、カセット24から流体が漏れるのを防止するようにベース部材18の周縁部の周囲のリムに(たとえば、熱、接着剤、超音波溶接または他の手段によって)封止することができる。膜15はまた、ベース部材18の他の内壁、たとえば、さまざまなチャネルを形成する内壁に接合することも可能であり、または、カセット24がサイクラ14に好適に取り付けられているとき、ベース部材18の壁および他の特徴と封止接触するように押圧することができる。したがって、膜15および16の両方を、ベース部材18の周縁リムに、たとえば、使用後にサイクラ14から取り外す際にカセット24からの流体の漏れを防止するのに役立つように封止することができるが、ベース部材18の他の部分には、接触せずに位置するように配置することができる。サイクラ14内に配置されたカセット24を、対向するガスケットまたは他の部材の間で圧搾することができ、それにより、膜15および16は、周縁部の内側の領域においてベース部材18と封止接触するように押圧され、それにより、チャネル、弁ポート等を互いから好適に封止する。 Together, membranes 15 and 16 can function to close or otherwise form a portion of the flow path in cassette 24 as well as open/close valve ports and/or It can also be moved or otherwise manipulated to function as part of a pump diaphragm, septum or wall that moves fluid. For example, membranes 15 and 16 may be disposed over base member 18 and attached to a rim around the periphery of base member 18 (e.g., with heat, adhesive, or (by sonic welding or other means). The membrane 15 may also be joined to other inner walls of the base member 18 , for example, inner walls forming various channels, or when the cassette 24 is suitably attached to the cycler 14 . can be pressed into sealing contact with the walls and other features of the Both membranes 15 and 16 may therefore be sealed to the peripheral rim of base member 18, for example, to help prevent leakage of fluid from cassette 24 when removed from cycler 14 after use. , the other portions of the base member 18 may be positioned without contacting them. A cassette 24 placed within the cycler 14 can be squeezed between opposing gaskets or other members such that the membranes 15 and 16 are in sealing contact with the base member 18 in the inner region of the periphery. are pressed to suitably seal the channels, valve ports, etc. from each other.

膜15および16に対する他の構成も可能である。たとえば、膜16は、本体18に接合されるかまたは他の方法で一体化される剛性シート状の材料によって形成することができる。したがって、膜16は、必ずしも可撓性部材であるかまたは可撓性部材を含む必要はない。同様に、膜15は、その表面全体にわたって可撓性を有する必要はなく、代わりに、ポンプおよび/または弁動作を可能にするように1つまたは複数の可撓性部分と、たとえばカセット24の流路を閉鎖するために、1つまたは複数の剛性部分とを含むことができる。たとえば、サイクラ14が、カセット、制御弁およびポンプ機能等の通路を封止するために好適な部材を含む場合、カセット24は、膜16または膜15を含まない場合があることも可能である。 Other configurations for membranes 15 and 16 are also possible. For example, membrane 16 may be formed from a rigid sheet of material that is joined or otherwise integrated with body 18. Thus, membrane 16 need not necessarily be or include a flexible member. Similarly, the membrane 15 need not be flexible over its entire surface, but instead has one or more flexible portions, such as of the cassette 24, to allow pump and/or valve operation. one or more rigid portions to close the flow path. For example, it is possible that if the cycler 14 includes suitable members for sealing the passages, such as a cassette, control valves and pump functions, then the cassette 24 may not include the membrane 16 or membrane 15.

本発明の別の態様によれば、膜15は、ベース18の対応するポンプ室181のくぼみの形状に密に一致する形状を有するように形成されているポンプ室部分151(「ポンプ膜」を含むことができる。たとえば、膜15は、ベース部材18のポンプ室くぼみに形状が一致する、熱成形された(または他の方法で成形された)ドーム状形状151を有する平坦部材として概して形成することができる。予備成形されたポンプ室部分151のドーム状形状は、たとえば、図5に示すタイプの真空成形型の上で膜を加熱し成形することによって構築することができる。図5に示すように、型の壁に沿った孔の集まりを通して、真空を加えることができる。別法として、型の壁を、多孔質気体透過性材料から構築することができ、それにより、モールドされた膜の表面がより均一に平滑になる可能性がある。一例では、モールドされた膜シート15は、真空成形型に取り付けられている間、トリミングされる。そして、真空成形型は、トリミングされた膜シート15をカセット本体18に対して押圧し、それらを互いに接合する。一実施形態では、膜シート15、16は、カセット本体18に熱溶接される。このように、膜15は、ポンプ室181に対して移動して、(たとえば、流体をポンプ室181から圧送している間、図4の実線に示すように)膜15が最大限ポンプ室181内にかつ(場合によっては)スペーサ要素50と接触するように移動するときと、(たとえば、流体をポンプ室181内に引き込むときに図4に破線で示すように)膜15がポンプ室181から最大限引き抜かれているときとの両方、膜15の伸張を必要とすることなく(または少なくとも膜15の最小限の伸張で)圧送作用をもたらすことができる。膜15の伸張を回避することは、シートの伸張による流体送達圧力の圧力サージまたは他の変化を防止するのに役立ち、かつ/または、ポンプ動作中の圧力変動を最小限にしようとするときにポンプの制御を簡略化するのに役立つことができる。(たとえば、伸張中に膜15の上にかけられる応力からもたらされる膜15の引裂きによる)膜15の破損の可能性の低減、および/またはより詳細に後述するように、ポンプ送達容積測定における正確さの向上を含む、他の利点をみつけることができる。一実施形態では、ポンプ室部分151は、たとえば、ポンプ室部分151が、ポンプ室容積の約100%である容積を画定する場合、ポンプ室181の約85%~110%であるサイズを有する(たとえば、容積を画定する)ように形成することができ、ポンプ室部分151は、停止している間、応力を受けることなく、ポンプ室181内にかつスペーサ50と接触して位置することができる。 According to another aspect of the invention, the membrane 15 is formed to have a shape that closely matches the shape of the corresponding pump chamber 181 recess of the base 18 (“pump membrane”). For example, the membrane 15 is generally formed as a flat member having a thermoformed (or otherwise shaped) dome-like shape 151 that conforms in shape to the pump chamber recess of the base member 18. The dome-like shape of the preformed pump chamber portion 151 can be constructed, for example, by heating and forming the membrane on a vacuum mold of the type shown in FIG. As such, a vacuum can be applied through a collection of holes along the mold wall. Alternatively, the mold wall can be constructed from a porous gas permeable material, thereby allowing the molded membrane In one example, the molded membrane sheet 15 is trimmed while being attached to a vacuum mold. Sheet 15 is pressed against cassette body 18, joining them together. In one embodiment, membrane sheets 15, 16 are heat welded to cassette body 18. In this way, membrane 15 is attached to pump chamber 181. (e.g., while pumping fluid out of pump chamber 181, as shown in solid lines in FIG. 4), membrane 15 is maximally within pump chamber 181 and (in some cases) spacer element 50 both when moving into contact with the pump chamber 181 and when the membrane 15 is fully withdrawn from the pump chamber 181 (e.g., as shown in dashed lines in FIG. 4 when drawing fluid into the pump chamber 181). Pumping action can be provided without the need for stretching of the membrane 15 (or at least with minimal stretching of the membrane 15).Avoiding stretching of the membrane 15 reduces pressure surges in the fluid delivery pressure due to sheet stretching. or other changes and/or may help simplify control of the pump when attempting to minimize pressure fluctuations during pump operation (e.g., during extension). reducing the likelihood of membrane 15 failure (due to tearing of the membrane 15 resulting from stresses placed on the membrane 15); and/or increasing accuracy in pump delivery volume measurements, as discussed in more detail below. In one embodiment, the pump chamber portion 151 defines a volume that is about 85% to about 85% of the pump chamber volume, for example, if the pump chamber portion 151 defines a volume that is about 100% of the pump chamber volume. 110%, the pump chamber portion 151 can be formed to have a size (e.g., define a volume) that is 110%, such that the pump chamber portion 151 remains unstressed within the pump chamber 181 and with the spacer 50 while at rest. can be located in contact.

ポンプ室内外の液体の充填および送達ストロークを発生させるために使用される圧力のより優れた制御を提供することには、いくつかの利点がある可能性がある。たとえば、排液サイクル中、ポンプ室が患者の腹膜腔から流体を引き出すとき、可能な最小の負圧をかけることが望ましい場合がある。患者は、治療の排液サイクル中、一部には充填ストローク中にポンプによって負圧がかけられているため、不快である可能性がある。充填ストローク中にかけられる負圧に対して予備成形膜が提供することができる追加の制御は、患者の不快を低減させるのに役立つことができる。 There may be several advantages to providing greater control of the pressure used to generate the liquid filling and delivery strokes within and outside the pump chamber. For example, during a drainage cycle, when the pump chamber draws fluid from the patient's peritoneal cavity, it may be desirable to apply the lowest possible negative pressure. The patient may be uncomfortable during the treatment drain cycle, in part due to the negative pressure being applied by the pump during the fill stroke. The additional control that a preformed membrane can provide over the negative pressure applied during the filling stroke can help reduce patient discomfort.

カセットポンプ室の輪郭に対して予備成形されたポンプ膜を使用することにより、複数の他の利点を具現化することができる。たとえば、ポンプ室を通る液体の流量をより均一にすることができ、それは、ポンプストロークを通して一定の圧力または真空をかけることができ、それにより、液体の加熱を調節するプロセスを簡略化することができるためである。さらに、カセットポンプ内の温度変化による、膜を変位させる動力学とともに、ポンプ室内の圧力を測定する正確さに対する影響を、より小さくすることができる。さらに、流体ライン内の圧力スパイクを最小限にすることができる。また、膜の制御(たとえば、空気圧)側において圧力変換器によって測定される圧力を、膜のポンプ室側における液体の実際の圧力と相関させることを、より単純にすることができる。これにより、治療の前の患者および流体源バッグのより正確な頭高測定を可能にし、ポンプ室内の空気を検出する感度を向上させ、容積測定の正確さを向上させることができる。さらに、膜を伸張させる必要をなくすことにより、より大きい容積を有するチャンバの構築および使用を可能にすることができる。 By using a pump membrane preformed to the contour of the cassette pump chamber, several other advantages can be realized. For example, the flow rate of liquid through the pump chamber can be made more uniform, which can apply a constant pressure or vacuum throughout the pump stroke, thereby simplifying the process of regulating the heating of the liquid. This is because it is possible. Furthermore, the influence of temperature changes within the cassette pump on the dynamics of displacing the membrane as well as on the accuracy of measuring the pressure within the pump chamber can be made smaller. Additionally, pressure spikes within the fluid line can be minimized. It may also be simpler to correlate the pressure measured by a pressure transducer on the control (eg pneumatic) side of the membrane with the actual pressure of the liquid on the pump chamber side of the membrane. This allows for more accurate head height measurements of the patient and fluid source bag prior to treatment, increases the sensitivity of detecting air within the pump chamber, and improves the accuracy of volume measurements. Additionally, eliminating the need to stretch the membrane may allow for the construction and use of chambers with larger volumes.

この実施形態では、カセット24は、ベース部材18に形成されている複数のポンプ室181を含むが、1つのポンプ室または3つ以上のポンプ室が可能である。本発明の態様によれば、ポンプ室181の内壁はスペーサ要素50を含み、スペーサ要素50は、互いから間隔を空けて配置され、膜15の部分がポンプ室181の内壁と接触するのを防止するのに役立つように、ポンプ室18の内壁から延在している。(図4における右側ポンプ室181に示すように、内壁は、側部181aおよび底部181bによって画定されている。スペーサ50は、この実施形態では底部181bから上方に延在しているが、側部181aから延在するかまたは他の方法で形成されることが可能である。)膜15がポンプ室内壁と接触するのを防止することにより、スペーサ要素50はデッドスペース(またはトラップ容積)を提供することが可能であり、それは、ポンプ室181内の空気または他の気体を閉じ込めて、状況によってはポンプ室181から気体が圧送されるのを抑制するのに役立つことができる。他の場合では、スペーサ50は、ポンプ室181の出口への気体の移動に役立つことができ、それにより、たとえばプライミング中、ポンプ室181から気体を除去することができる。また、スペーサ50は、膜15気体ペーサ要素50と接触するように押圧される場合であっても、膜15がポンプ室内壁に付着するのを防止するのに役立ち、かつ/または流れがポンプ室181を通って継続するのを可能にすることができる。さらに、スペーサ50は、シートが偶発的にポンプ室内壁と非均一に接触する場合、ポンプ室の出口ポート(開口部187および/または191)の時期尚早な閉鎖を防止するのに役立つ。スペーサ50の構成および/または機能に関するさらなる詳細は、米国特許第6,302,653号明細書および同第6,382,923号明細書に提供されており、それらはともに、参照により本明細書に組み込まれる。 In this embodiment, cassette 24 includes a plurality of pump chambers 181 formed in base member 18, although one pump chamber or more than two pump chambers are possible. According to aspects of the invention, the inner wall of pump chamber 181 includes spacer elements 50 that are spaced apart from each other to prevent portions of membrane 15 from contacting the inner wall of pump chamber 181. The pump chamber 18 extends from the inner wall of the pump chamber 18 to aid in its operation. (As shown in the right pump chamber 181 in FIG. 4, the inner wall is defined by a side 181a and a bottom 181b. The spacer 50 extends upwardly from the bottom 181b in this embodiment; 181a or otherwise formed.) By preventing the membrane 15 from contacting the pump chamber walls, the spacer element 50 provides a dead space (or trap volume). It is possible to confine air or other gas within the pump chamber 181 and may serve to inhibit pumping of gas from the pump chamber 181 in some circumstances. In other cases, spacer 50 can aid in the movement of gas to the outlet of pump chamber 181, thereby allowing gas to be removed from pump chamber 181, for example, during priming. The spacer 50 may also help prevent the membrane 15 from sticking to the pump chamber walls even when the membrane 15 is pressed into contact with the gas spacer element 50 and/or may help prevent the flow from sticking to the pump chamber walls. 181. Furthermore, the spacer 50 helps prevent premature closure of the pump chamber outlet ports (openings 187 and/or 191) if the seat accidentally comes into non-uniform contact with the pump chamber walls. Further details regarding the construction and/or function of spacer 50 are provided in U.S. Pat. Nos. 6,302,653 and 6,382,923, both of which are incorporated herein by reference. be incorporated into.

本実施形態では、スペーサ要素50は、ある種の「競技場座席」配置で配置され、それにより、スペーサ要素50は、同心楕円形パターンで配置され、スペーサ要素50の端部は、ポンプ室181の中心から距離が離れるほど内壁の底部181bからの高さが増大し、半楕円形ドーム形状領域(図4において点線で示す)を形成する。スペーサ要素50の端部が、膜15のポンプ室部分151が広がるように意図されたドーム状領域を画定する半楕円形領域を形成するように、スペーサ要素50を配置することにより、ポンプ室181の意図されたストローク容積に対するいかなる低減も最小限にする所望の容積のデッドスペースを可能にすることができる。図3(および図6)に示すように、スペーサ要素50が配置されている「競技場座席」配置は、楕円形パターンの「通路」または破断部50aを含むことができる。破断部(または通路)50Aは、流体がポンプ室181から送達される際にスペーサ要素50の間の列(空隙またはデッドスペース)50B全体を通して等しい気体レベルを維持するのに役立つ。たとえば、スペーサ要素50が、破断部(もしくは通路)50A、または液体および空気気体ペーサ要素50の間を流れるのを可能にする他の手段なしに、図6に示す競技場座席配置で配置された場合、膜15は、ポンプ室181の最外周縁部に位置するスペーサ要素50の上で底に達することができ、この最外スペーサ要素50とポンプ室壁の側部181aとの間の空隙に存在するいかなる気体または液体も閉じ込める。同様に、膜15が任意の2つの隣接するスペーサ要素50の上で底に達した場合、要素50間の空隙内のいかなる気体および液体も閉じ込められることが可能である。こうした配置では、ポンプストロークの最後に、液体が外側の列に残る一方で、ポンプ室181の中心にある空気または他の気体を送達することができる。スペーサ要素50の間の空隙の間に破断部(または通路)50Aまたは他の流体連通手段を提供することは、ポンプストロープ中に空隙を通して等しい気体レベルを維持するのに役立ち、それにより、液体容積が実質的に送達されていない限り、空気または他の気体がポンプ室181から出るのを阻止することができる。 In this embodiment, the spacer elements 50 are arranged in a type of "stadium seating" arrangement whereby the spacer elements 50 are arranged in a concentric elliptical pattern such that the ends of the spacer elements 50 As the distance from the center increases, the height of the inner wall from the bottom 181b increases, forming a semi-elliptical dome-shaped region (indicated by a dotted line in FIG. 4). By arranging the spacer element 50 such that the ends of the spacer element 50 form a semi-elliptical area defining a dome-shaped area in which the pump chamber portion 151 of the membrane 15 is intended to extend, the pump chamber 181 The desired volume of dead space can be allowed to minimize any reduction to the intended stroke volume. As shown in FIG. 3 (and FIG. 6), the "stadium seating" arrangement in which spacer elements 50 are placed can include an elliptical pattern of "aisles" or breaks 50a. Breaks (or passageways) 50A help maintain equal gas levels throughout the rows (gaps or dead spaces) 50B between spacer elements 50 as fluid is delivered from pump chamber 181. For example, if the spacer elements 50 were arranged in the stadium seating arrangement shown in FIG. In this case, the membrane 15 can bottom out on a spacer element 50 located at the outermost edge of the pump chamber 181 and in the air gap between this outermost spacer element 50 and the side 181a of the pump chamber wall. Contains any gas or liquid present. Similarly, if the membrane 15 bottoms out over any two adjacent spacer elements 50, any gas and liquid in the void between the elements 50 can become trapped. Such an arrangement allows air or other gas to be delivered to the center of pump chamber 181 while liquid remains in the outer rows at the end of the pump stroke. Providing breaks (or passageways) 50A or other fluid communication means between the voids between the spacer elements 50 helps maintain equal gas levels throughout the voids during the pump stroke, thereby ensuring that the liquid Air or other gas may be prevented from exiting the pump chamber 181 unless the volume is substantially delivered.

いくつかの実施形態では、スペーサ要素50および/または膜15は、膜15気体ペーサ50に接触するように押圧されたときに、概して個々のスペーサ50に巻き付かないかもしくはその周囲で他の方法で変形しないか、または他の方法であるペーサ50の間の空隙に著しく延在しないように配置することができる。こうした配置により、1つまたは複数の個々のスペーサ要素50に巻き付くかまたは他の方法でその周囲で変形することによってもたらされる、膜15に対するいかなる伸張または損傷も低減させることができる。たとえば、この実施形態では、スペーサ50間の空隙のサイズを、その幅気体ペーサ50の幅と略等しくするようにすることが有利であることも分かった。この特徴は、膜15が圧送動作中にスペーサ50に強制的に接触させられるとき、膜15の変形、たとえばスペーサ50の間の空隙内への膜のたるみを防止するのに役立つことが分かった。 In some embodiments, the spacer elements 50 and/or the membrane 15 do not generally wrap around or otherwise wrap around the individual spacers 50 when the membrane 15 is pressed into contact with the gas spacer 50. The spacers 50 may be arranged so that they do not deform or otherwise significantly extend into the gaps between the pacers 50. Such an arrangement may reduce any stretch or damage to the membrane 15 caused by wrapping around or otherwise deforming around one or more individual spacer elements 50. For example, in this embodiment it has been found advantageous to have the size of the air gap between the spacers 50 approximately equal in width to the width of the gas spacer 50. This feature has been found to help prevent deformation of the membrane 15, such as sagging of the membrane into the air gap between the spacers 50, when the membrane 15 is forced into contact with the spacers 50 during the pumping operation. .

本発明の別の態様によれば、ポンプ室181の内壁は、膜15のポンプ室部分151が広がるように意図された空間、たとえば半楕円形またはドーム空間より大きいくぼみを画定することができる。こうした場合、ドーム状領域内に延在するのではなく、膜部分151が広がるように意図されたドーム状領域の下方に、1つまたは複数のスペーサ要素50を配置することができる。場合によっては、スペーサ要素50の端部は、膜15が広がるように意図されたドーム状領域の周縁部を画定することができる。膜部分151が広がるように意図されたドーム状領域の周縁部の外側に、またはそれに隣接してスペーサ要素50を配置することには、いくつかの利点があり得る。たとえば、1つまたは複数のスペーサ要素50を、可撓性部材が広がるように意図されたドーム状領域の外側にまたはそれに隣接するように配置することにより、上述したような、スペーサと膜との間のデッドスペースが提供されるとともに、ポンプ室181の意図されたストローク容積に対するいかなる低減も最小限になる。 According to another aspect of the invention, the inner wall of the pump chamber 181 may define a recess that is larger than the space, for example a semi-elliptical or dome space, in which the pump chamber portion 151 of the membrane 15 is intended to extend. In such a case, one or more spacer elements 50 may be placed below the dome-shaped area in which the membrane portion 151 is intended to extend, rather than extending into the dome-shaped area. In some cases, the ends of the spacer elements 50 may define the periphery of the domed area over which the membrane 15 is intended to extend. There may be several advantages to locating the spacer element 50 outside of or adjacent to the periphery of the dome-shaped region over which the membrane portion 151 is intended to extend. For example, by locating one or more spacer elements 50 outside of or adjacent to the dome-shaped area in which the flexible member is intended to extend, the spacer and membrane may be combined as described above. Any reduction to the intended stroke volume of the pump chamber 181 is minimized.

ポンプ室内のスペーサ要素50は、存在する場合、たとえば図7に示すように、他の任意の好適な方法で配置することができることが理解されるべきである。図7における左側ポンプ室181は、図6のものと同様に配置されたスペーサ50を含むが、ポンプ室181のおよそ中心を通って垂直に延びる1つの破断部または通路50aのみがある。スペーサ50は、図6のものと同様である凹状形状を画定するように配置することができ(すなわち、スペーサ50の頂部は、図3および図4に示す半楕円形上を形成することができ)、球形、箱状形状等を形成するため等、他の好適な方法で配置することができる。図7における右側ポンプ室181は、スペーサ50気体ペーサ50が垂直に配置され、スペーサ50間の空隙50bもまた垂直に配置されている実施形態を示す。左側ポンプ室と同様に、右側ポンプ室181内のスペーサ50は、半楕円形、球形、箱状または他の任意の好適な形状のくぼみを画定することができる。しかしながら、スペーサ要素50は、固定の高さ、図示するものとは異なる空間的パターン等を有することができることが理解されるべきである。 It should be understood that the spacer element 50 within the pump chamber, if present, can be arranged in any other suitable manner, for example as shown in FIG. 7. The left pump chamber 181 in FIG. 7 includes a spacer 50 arranged similarly to that of FIG. 6, but with only one break or passage 50a extending vertically through approximately the center of the pump chamber 181. Spacer 50 may be arranged to define a concave shape similar to that of FIG. 6 (i.e., the top of spacer 50 may form a semi-ellipse as shown in FIGS. 3 and 4). ), spherical, box-like shapes, etc., and may be arranged in other suitable ways. The right pump chamber 181 in FIG. 7 shows an embodiment in which the spacers 50 gas spacers 50 are arranged vertically and the gaps 50b between the spacers 50 are also arranged vertically. Similar to the left pump chamber, the spacer 50 in the right pump chamber 181 may define a recess of semi-elliptical, spherical, box-like or any other suitable shape. However, it should be understood that the spacer elements 50 can have a fixed height, a different spatial pattern than shown, etc.

また、膜15自体気体ペーサ要素、またはスペーサ要素50に加えてもしくはその代わりに、リブ、出っ張り、タブ、溝、チャネル等の他の特徴を有することができる。膜15におけるこうした特徴は、膜15の付着等を防止するのに役立ち、かつ/または圧送作用中に移動するときにシートがどのように折り重なるかまたは他の方法で変形するかを制御するのに役立つ等、他の特徴を提供することができる。たとえば、膜15の出っ張りまたは他の特徴は、シートが一貫して変形するのに役立ち、繰り返されるサイクル中に同じ領域で折り重ならないようにすることができる。繰り返されるサイクルにおいて膜15を同じ領域で折り重ねることにより、その折り目領域において膜15が時期尚早に機能しなくなる可能性があり、したがって、膜15の特徴は、折り目が発生する方法および場所を制御するのに役立つことができる。 Also, the membrane 15 itself can have gas spacer elements, or other features in addition to or in place of the spacer elements 50, such as ribs, ledges, tabs, grooves, channels, etc. These features in the membrane 15 may help prevent the membrane 15 from sticking, etc., and/or may help control how the sheet folds or otherwise deforms as it moves during the pumping operation. Other features may be provided to help. For example, a bulge or other feature in membrane 15 can help the sheet deform consistently and avoid folding in the same area during repeated cycles. Folding the membrane 15 in the same area in repeated cycles can cause the membrane 15 to fail prematurely in that crease area, and therefore the characteristics of the membrane 15 may control how and where the creases occur. can help you.

この例示的な実施形態では、カセット24のベース部材18は、カセット24内の流体の動きを案内するために、複数の制御可能な弁機能、流体経路、および他の構造を規定する。図6は、ベース部材18のポンプ室側の平面図を示しており、これは、図3の斜視図でも見られる。図8は、ベース部材18の裏側の斜視図を示している。図9は、ベース部材18の裏側の平面図を示している。ポート150、152、および154のそれぞれの管156は、ベース部材18に形成されたそれぞれの弁ウェルまたはチャンバ183と流体的に連絡している。弁ウェルまたはチャンバ183は、各弁ウェルまたはチャンバ183を取り囲む壁によって、およびウェルまたはチャンバ183の周りの壁との膜15の係合をシールすることによって、互いに流体的に隔離される。同様に、弁ウェル185は、カセット膜15の操作によってポート186からシールすることができる。ポンプ入口または出口弁は、カセット膜15の操作によってポート190、192から密封することができるウェル189、194を有する。上記のように、膜15は、例えば、サイクラ14に装填されたときに、壁と接触するように押されることによって、各弁ウェルまたはチャンバ183、185、189および194(およびベース部材18の他の壁)の周りの壁にシール係合し得る。弁ウェルまたはチャンバ183、185、189および194内の流体は、膜15が弁ポートまたはオリフィス184、186、190および192とシール係合するように押されていない場合、各弁ポートまたはオリフィス184、186、190および192へ流れ込むか、それから流れ出ることができる。したがって、各弁ポートまたはオリフィス184、186、190および192は、弁ポートまたはオリフィス184、186、190および192に関連する膜15の一部を選択的に動かすことによって開閉することができる弁(例えば、「ボルケーノ弁」)を画定する。カセット弁ポートまたはオリフィスシートは、カセット膜15およびガスケットの関連する弁制御領域によるポートの閉塞がより確実に達成されるように、隆起壁196によって画定されて弁座(図3を参照)を形成することができる。しかし、他の実施形態では、カセット膜15が十分に柔軟であるか適切な形状であり、加えられた圧力が弁ポート184、186、190および192を弁からシールするのに十分である場合、カセット弁ポートシートは隆起壁196を含まなくてもよい。 In this exemplary embodiment, base member 18 of cassette 24 defines a plurality of controllable valve features, fluid pathways, and other structures to guide movement of fluid within cassette 24. FIG. 6 shows a plan view of the pump chamber side of the base member 18, which can also be seen in the perspective view of FIG. FIG. 8 shows a perspective view of the back side of the base member 18. FIG. 9 shows a plan view of the back side of the base member 18. A tube 156 of each of ports 150 , 152 , and 154 is in fluid communication with a respective valve well or chamber 183 formed in base member 18 . The valve wells or chambers 183 are fluidly isolated from each other by walls surrounding each valve well or chamber 183 and by sealing the engagement of the membrane 15 with the walls around the well or chamber 183. Similarly, valve well 185 can be sealed from port 186 by manipulation of cassette membrane 15. The pump inlet or outlet valve has wells 189, 194 that can be sealed from ports 190, 192 by manipulation of the cassette membrane 15. As mentioned above, the membrane 15 is inserted into each valve well or chamber 183, 185, 189 and 194 (and other parts of the base member 18), for example by being pushed into contact with the walls when loaded into the cycler 14. may be sealingly engaged with the walls around the wall). Fluid within valve wells or chambers 183, 185, 189 and 194 will flow through each valve port or orifice 184, if membrane 15 is not pushed into sealing engagement with valve port or orifice 184, 186, 190 and 192; It can flow into or out of 186, 190 and 192. Accordingly, each valve port or orifice 184, 186, 190 and 192 is a valve (e.g. , “volcano valve”). The cassette valve port or orifice seat is defined by a raised wall 196 to form a valve seat (see FIG. 3) so that closure of the port by the cassette membrane 15 and associated valve control area of the gasket is more reliably achieved. can do. However, in other embodiments, if the cassette membrane 15 is sufficiently flexible or appropriately shaped and the applied pressure is sufficient to seal the valve ports 184, 186, 190 and 192 from the valves, The cassette valve port seat may not include raised walls 196.

より詳細に後述するように、サイクラ14は、膜15の一部の位置を選択的に制御することができ、それにより、カセット24内のさまざまな流体チャネルおよび他の経路を通る流れを制御するように、弁ポート(ポート184等)を開閉することができる。弁ポート184を通る流れは、ベース部材18の後側に至る。ヒータバッグおよびドレーンに関連する弁ポート(ポート150および152)の場合、弁ポート184は、ベース部材18の後側に形成された共通チャネル200に至る。弁ウェル183およびチャンバ183、185、189、194と同様に、チャネル200は、シート16によってカセット24の他のチャネルおよび経路から隔離され、チャネル200を形成するベース部材18の壁との封止接触をもたらす。患者ラインポート154に関連する弁ポート184の場合、ポート184を通る流れは、ベース部材18の後側の共通チャネル202に至る。共通チャネル200は、本明細書では上部流体バスとも呼ぶこともでき、共通チャネル202は、下部流体バスとも呼ぶこともできる。 As discussed in more detail below, cycler 14 can selectively control the position of portions of membrane 15, thereby controlling flow through various fluid channels and other paths within cassette 24. As such, valve ports (such as port 184) can be opened and closed. Flow through valve port 184 is to the rear side of base member 18. For the valve ports associated with heater bags and drains (ports 150 and 152), valve port 184 leads to a common channel 200 formed on the rear side of base member 18. Channel 200, like valve well 183 and chambers 183, 185, 189, 194, is separated from other channels and passageways of cassette 24 by seat 16 and in sealing contact with the walls of base member 18 forming channel 200. bring about. For the valve port 184 associated with the patient line port 154, flow through the port 184 leads to a common channel 202 on the rear side of the base member 18. Common channel 200 may also be referred to herein as an upper fluid bath, and common channel 202 may also be referred to as a lower fluid bath.

図6に戻ると、(図6にキャップを外して示す)スパイク160の各々は、それぞれの弁ウェル185と流体連通し、弁ウェル185は、壁と、ウェル185を形成する壁との膜15の封止係合とによって、互いから隔離されている。膜15がポート186と封止係合しない場合、弁ウェル185内の流体は、それぞれの弁ポート186内に流れ込むことができる。(この場合もまた、各弁ポート186の上の膜15の一部の位置は、弁ポート186を開閉するようにサイクラ14によって制御することができる。)弁ポート186を通る流れは、ベース部材18の後側にかつ共通チャネル202内に至る。したがって、本発明の一態様によれば、カセットは、カセットの共通のマニホールドまたはチャネルに接続される複数の溶液供給ライン(または、透析液を提供するための物質を提供する他のライン)を有することができ、各ラインは、共通のマニホールドまたはチャネルに対するラインとの間の流れを制御する対応する弁を有することができる。チャネル202内の流体は、下部ポンプ弁ウェル189(図6を参照)に通じる開口部188によって、ポンプ室181の下部開口部187内に流れ込むことができる。膜15のそれぞれの部分がポート190と封止係合するように押圧されない場合、下部ポンプ弁ウェル189からの流れは、それぞれの下部ポンプ弁ポート190を通過することができる。図9に示すように、下部ポンプ弁ポート190は、ポンプチャネル181の下部開口部187と連通するチャネルに通じている。ポンプ室181から出る流れは、上部開口部191を通過し、上部弁ポート192と連通するチャネルに入ることができる。上部弁ポート192からの流れは(膜15がポート192と封止係合していない場合)、それぞれの上部弁ウェル194内に、かつベース部材18の後側の共通チャネル200と連通している開口部193内に入ることができる。 Returning to FIG. 6, each of the spikes 160 (shown uncapped in FIG. 6) is in fluid communication with a respective valve well 185, which has a wall and a membrane 15 between the walls forming the well 185. are separated from each other by a sealing engagement of the two. If the membrane 15 is not in sealing engagement with the ports 186, fluid within the valve wells 185 can flow into the respective valve ports 186. (Again, the position of the portion of membrane 15 above each valve port 186 can be controlled by cycler 14 to open and close valve ports 186.) Flow through valve ports 186 18 and into the common channel 202. Thus, according to one aspect of the invention, the cassette has multiple solution supply lines (or other lines providing substances for providing dialysate) connected to a common manifold or channel of the cassette. and each line can have a corresponding valve to control flow to and from the line to a common manifold or channel. Fluid within channel 202 can flow into lower opening 187 of pump chamber 181 by opening 188 leading to lower pump valve well 189 (see FIG. 6). If the respective portions of membrane 15 are not pressed into sealing engagement with the ports 190, flow from the lower pump valve wells 189 may pass through the respective lower pump valve ports 190. As shown in FIG. 9, lower pump valve port 190 opens into a channel that communicates with lower opening 187 of pump channel 181. Flow exiting pump chamber 181 may pass through top opening 191 and into a channel communicating with top valve port 192. Flow from the upper valve ports 192 (when the membrane 15 is not in sealing engagement with the ports 192) communicates within each upper valve well 194 and with a common channel 200 on the rear side of the base member 18. The opening 193 can be entered.

理解されるように、ポンプ室181が、ポート150、152および154のうちの任意のものおよび/またはスパイク160のうちの任意のものとの間で流体を圧送することができるように、カセット24を制御することができる。たとえば、スパイク160のうちの1つにライン30によって接続される容器20のうちの1つによって提供される新鮮な透析液を、適切なスパイク160に対する適切な弁ポート186を開放する(かつ、場合によっては、他のスパイクに対する他の弁ポート186を閉鎖する)ことにより、共通チャネル202内に引き込むことができる。また、下部ポンプ弁ポート190を開放することができ、上部ポンプ弁ポート192を閉鎖することができる。その後、ポンプ室181内の圧力を低下させるように、ポンプ室181に関連づけられた膜15(すなわち、ポンプダイヤフラム151)の部分を(たとえば、ベース部材18およびポンプ室内壁から離れるように)移動させることができ、それにより、流体を、選択されたスパイク160を通して、対応する弁ポート186を通して、共通チャネル181内に、開口部188を通して下部ポンプ弁ウェル189内に、(開放した)下部ポンプ弁ポート190を通して、下部開口部187を通してポンプ室181内に引き込む。弁ポート186は、独立して動作可能であり、任意の所望の順序で、または同時に、スパイク160および関連する供給源容器20の任意の1つまたは組合せを通して、流体を引き込むオプションを可能にする。当然ながら、流体を引き込むように1つのポンプ室181のみが動作すればよい。他のポンプ室は、動作不能のままであり、適切な下部ポンプ弁ポート190を閉鎖することにより流れに対して封鎖されたままにすることができる。 As will be appreciated, the cassette 24 is configured such that the pump chamber 181 can pump fluid to and from any of the ports 150, 152, and 154 and/or any of the spikes 160. can be controlled. For example, fresh dialysate provided by one of the containers 20 connected by line 30 to one of the spikes 160 can be supplied by opening the appropriate valve port 186 to the appropriate spike 160 (and if may be drawn into the common channel 202 by closing other valve ports 186 to other spikes. Also, the lower pump valve port 190 can be opened and the upper pump valve port 192 can be closed. Thereafter, a portion of the membrane 15 (i.e., pump diaphragm 151) associated with the pump chamber 181 is moved (e.g., away from the base member 18 and the pump chamber wall) so as to reduce the pressure within the pump chamber 181. fluid can be routed through the selected spike 160, through the corresponding valve port 186, into the common channel 181, through the opening 188 and into the lower pump valve well 189, through the (open) lower pump valve port. 190 and into the pump chamber 181 through the lower opening 187. Valve ports 186 are independently operable, allowing the option of drawing fluid through any one or combination of spikes 160 and associated source vessels 20 in any desired order or simultaneously. Of course, only one pump chamber 181 needs to be operated to draw fluid. Other pump chambers may remain inoperable and sealed to flow by closing the appropriate lower pump valve ports 190.

ポンプ室181内の流体により、下部ポンプ弁ポート190を閉鎖することができ、上部ポンプ弁ポート192を開放することができる。膜15がベース部材18に向かって移動するとき、ポンプ室181内の圧力が上昇する可能性があり、それにより、ポンプ室181内の流体が、上部開口部191を通り、(開放した)上部ポンプ弁ポート192を通り上部ポンプ弁ウェル194内に、開口部193を通って共通チャネル200内に入る。適切な弁ポート184を開放することにより、チャネル200内の流体を、ヒータバッグポート150および/または排液ポート152に(かつ、対応するヒータバッグラインまたは排液ライン内に)送ることができる。このように、たとえば、容器20のうちの1つまたは複数内の流体を、カセット24内に引き込み、ヒータバッグ212および/またはドレーンに出るように圧送することができる。 Fluid within pump chamber 181 allows lower pump valve port 190 to be closed and upper pump valve port 192 to be open. As the membrane 15 moves towards the base member 18, the pressure within the pumping chamber 181 may increase, causing fluid within the pumping chamber 181 to pass through the upper opening 191 and into the (open) upper Through pump valve port 192 into upper pump valve well 194 and through opening 193 into common channel 200 . By opening the appropriate valve port 184, fluid within the channel 200 can be directed to the heater bag port 150 and/or drain port 152 (and into the corresponding heater bag line or drain line). Thus, for example, fluid within one or more of the containers 20 can be drawn into the cassette 24 and pumped out to the heater bag 212 and/or drain.

ヒータバッグ22内の流体を(たとえば、患者の体内に導入するためにヒータトレイの上で好適に加熱された後で)、ヒータバッグポート150用の弁ポート184を開放し、下部ポンプ弁ポート190を閉鎖し、上部ポンプ弁ポート192を開放することにより、カセット24内に引き込むことができる。ポンプ室181に関連づけられた膜15の部分をベース部材18から離れるように移動させることにより、ポンプ室181内の圧力を低下させることができ、それにより、流体流がヒータバッグ22からポンプ室181内に入る。ヒータバッグ22からの加熱流体でポンプ室181を充填した状態で、上部ポンプ弁ポート192を閉鎖することができ、下部ポンプ弁ポート190を開放することができる。加熱された透析液を患者に送るために、患者ポート154用の弁ポート184を開放することができ、スパイク160用の弁ポート186を閉鎖することができる。ポンプ室181内の膜をベース部材18に向かって移動させることにより、ポンプ室181内の圧力を上昇させることができ、それにより、流体が、下部ポンプ弁ポート190を通り、開口部188を通って共通チャネル202内に、患者ポート154用の(開放した)弁ポート184にかつそこを通って流れる。患者に対して所望の容積の加熱された透析液を運ぶために、この動作を好適な回数繰り返すことができる。 Fluid within heater bag 22 (e.g., after being suitably heated on a heater tray for introduction into the patient's body) opens valve port 184 for heater bag port 150 and lowers pump valve port 190. and opening the upper pump valve port 192 into the cassette 24. By moving the portion of membrane 15 associated with pump chamber 181 away from base member 18 , the pressure within pump chamber 181 can be reduced, thereby directing fluid flow from heater bag 22 to pump chamber 181 . Go inside. With the pump chamber 181 filled with heated fluid from the heater bag 22, the upper pump valve port 192 can be closed and the lower pump valve port 190 can be opened. Valve port 184 for patient port 154 can be opened and valve port 186 for spike 160 can be closed to deliver heated dialysate to the patient. By moving the membrane within pump chamber 181 toward base member 18 , the pressure within pump chamber 181 can be increased, thereby causing fluid to flow through lower pump valve port 190 and through opening 188 . and flows into the common channel 202 to and through the (open) valve port 184 for the patient port 154. This operation can be repeated a suitable number of times to deliver the desired volume of heated dialysate to the patient.

患者から排液を行うとき、患者ポート154用の弁ポート184を開放することができ、上部ポンプ弁ポート192を閉鎖することができ、下部ポンプ弁ポート190を(スパイク弁ポート186を閉鎖した状態で)開放することができる。流体を患者ポート154からポンプ室181内に引き込むように、膜15を移動させることができる。その後、下部ポンプ弁ポート190を閉鎖することができ、上部弁ポート192を開放させることができ、排液ポート152用の弁ポート184を開放することができる。そして、ポンプ室181からの流体を、ドレーンもしくは収集容器内に廃棄するためにまたはサンプリングするために、排液ライン内に圧送することができる。別法として、サンプリングまたは排液の目的で、1つまたは複数のスパイク160/ライン30に流体を送ることも可能である。十分な透析液が患者から取り出されて、ドレーンに圧送されるまで、この動作を繰り返すことができる。 When draining the patient, the valve port 184 for the patient port 154 can be opened, the upper pump valve port 192 can be closed, and the lower pump valve port 190 (with the spike valve port 186 closed) can be opened. ) can be opened. Membrane 15 can be moved to draw fluid from patient port 154 into pump chamber 181. Thereafter, the lower pump valve port 190 can be closed, the upper valve port 192 can be opened, and the valve port 184 for the drain port 152 can be opened. Fluid from pump chamber 181 can then be pumped into a drain line for disposal into a drain or collection container or for sampling. Alternatively, fluid may be routed to one or more spikes 160/lines 30 for sampling or drainage purposes. This operation can be repeated until sufficient dialysate has been removed from the patient and pumped into the drain.

ヒータバッグ22はまた、混合容器としての役割を果たすことも可能である。個々の患者に対する所定の治療要件に応じて、透析液または異なる組成物を有する他の溶液を、好適な溶液ライン30およびスパイク160を介してカセット24に連結することができる。測定された量の各溶液は、カセット24を用いてヒータバッグ22に追加し、マイクロプロセッサメモリに格納され制御システム16がアクセス可能な1つまたは複数の所定の処方に従って混合することができる。別法として、ユーザが、ユーザインターフェース144を介して所定の治療パラメータを入力することができる。透析液、またはスパイク160に接続された溶液容器のタイプに基づいて、適切な混合要件を計算するように、制御システム16をプログラムすることができ、その後、制御システム16は、混合と患者への処方された混合物の送達とを制御することができる。 Heater bag 22 can also serve as a mixing container. Depending on the predetermined treatment requirements for the individual patient, dialysate or other solutions with different compositions can be connected to the cassette 24 via suitable solution lines 30 and spikes 160. A measured amount of each solution can be added to heater bag 22 using cassette 24 and mixed according to one or more predetermined recipes stored in microprocessor memory and accessible to control system 16. Alternatively, a user may enter predetermined treatment parameters via user interface 144. The control system 16 can be programmed to calculate the appropriate mixing requirements based on the type of dialysate or solution container connected to the spike 160, and the control system 16 then Delivery of the formulated mixture can be controlled.

本発明の態様によれば、患者に注入されるかまたは患者から取り除かれる透析液にポンプによって加えられる圧力は、排液動作および充填動作中の圧力変動からもたらされる「強く引く」または「引っ張る」という患者の感覚を最小限にすることができるように制御することができる。たとえば、透析液を排液するとき、排液プロセスの最後の近くで、吸引圧力(または真空/負圧)を低下させることができ、それにより、透析液除去の患者の感覚が最小限になる。充填動作の最後に近づくとき、同様の手法を用いることができ、すなわち、充填の最後の近くで、送達圧力(または正圧)を低下させることができる。患者が治療の種々のサイクル中に流体移動に対して事実上敏感であることが分かった場合、種々の充填サイクルおよび/または排液サイクルに対して種々の圧力プロファイルを使用することができる。たとえば、患者が覚醒しているときと比較して、患者が眠っているとき、充填サイクルおよび/または排液サイクル中に相対的に高い(または低い)圧力を使用することができる。サイクラ14は、たとえば、赤外線動き検知器を用いて、患者の動きが低減した場合に眠っていると推論するか、または血圧、脳波、もしくは睡眠を示す他のパラメータの検出された変化を用いて、患者の睡眠/覚醒状態を検出することができる。別法として、サイクラ14は、単純に患者に「眠っているか?」と「尋ね」、患者の応答(または応答なし)に基づいてシステム動作を制御することができる。 According to aspects of the invention, the pressure exerted by the pump on the dialysate being infused into or removed from the patient is a "pull" or "pull" resulting from pressure fluctuations during draining and filling operations. This can be controlled to minimize the patient's sensations. For example, when draining dialysate, the suction pressure (or vacuum/negative pressure) can be reduced near the end of the draining process, thereby minimizing patient sensation of dialysate removal. . A similar approach can be used when approaching the end of the filling operation, ie, the delivery pressure (or positive pressure) can be reduced near the end of the filling. Different pressure profiles can be used for different fill and/or drain cycles if the patient is found to be sensitive in nature to fluid movement during different cycles of treatment. For example, a relatively higher (or lower) pressure can be used during fill and/or drain cycles when the patient is asleep compared to when the patient is awake. The cycler 14 may, for example, use an infrared motion detector to infer that the patient is asleep if the patient's movement is reduced, or detect changes in blood pressure, brain waves, or other parameters indicative of sleep. , the patient's sleep/wake state can be detected. Alternatively, cycler 14 can simply "ask" the patient "Are you asleep?" and control system operation based on the patient's response (or lack of response).

患者ライン状態検出器
一態様では、患者ライン状態検出器は、患者ライン34等、患者への流体ラインが、患者に接続される前に適切にプライミングされるときを検出する。患者ラインに関して流体ライン状態検出について記載するが、本発明の態様は、任意の好適な管セグメントもしくは他の導管の存在、および/または管セグメントもしくは他の導管の充填状態の検出を含むことが理解されるべきである。したがって、本発明の態様は、任意の好適な導管と管状体検出器を使用することができるため、患者ラインとの使用に限定されない。いくつかの実施形態では、流体ライン状態検出器を用いて、流体ラインの患者接続端部の管セグメントの適切なプライミングを検出することができる。患者の血管内、体腔内、皮下、または別の器官内の体内留置カテーテルに、患者ライン34を接続することができる。一実施形態では、患者ライン34は、腹膜透析システム10の構成要素とすることができ、患者の腹膜腔に透析液を送達しかつそこから流体を受け取る。ラインの先端部の近くの管セグメントは、検出器のセンサ素子が位置するクレードル内に直立姿勢で配置することができる。
Patient Line Status Detector In one aspect, the patient line status detector detects when a fluid line to a patient, such as patient line 34, is properly primed before being connected to the patient. Although fluid line condition detection is described with respect to a patient line, it is understood that aspects of the invention include detecting the presence of and/or the filling condition of any suitable tube segment or other conduit. It should be. Accordingly, aspects of the invention are not limited to use with patient lines, as any suitable conduit and tubular body detector may be used. In some embodiments, a fluid line condition detector can be used to detect proper priming of a tubing segment at a patient-connecting end of a fluid line. Patient line 34 can be connected to an indwelling catheter within a patient's blood vessels, within a body cavity, subcutaneously, or within another organ. In one embodiment, patient line 34 can be a component of peritoneal dialysis system 10 and delivers dialysate to and receives fluid from the patient's peritoneal cavity. The tube segment near the tip of the line can be placed in an upright position in a cradle in which the sensor element of the detector is located.

図10は、流体ライン状態検出器1000の例示的な構成の正面斜視図を示し、流体ライン状態検出器1000は、ハウジング82の左側外部に、たとえば正面ドア141の左側に、取り付けるかまたは他の方法でそこで露出させることができる。例示の目的で、流体ライン状態検出器について患者ライン状態検出器1000として記載する。患者ライン34は、好ましくは、患者に接続される前にプライミングされるべきであり、それは、そうでない場合、患者の体内に空気が送達される可能性があり、合併症の危険性が高まるためである。設定によっては、患者の腹膜透析カテーテルに接続される前に、患者ライン34内に最大1mLの空気が存在することが許容可能であり得る。後述する患者ライン状態検出器1000の例示的な構成は、概してこの基準を満たすかまたは超過し、それは、それらの検出器が、ライン34の適切に配置された管セグメント内の液体レベルを検出することができ、それにより、プライミング後に、ライン34の先端部に残る空気は、最大でも約0.2mLであるためである。 FIG. 10 shows a front perspective view of an exemplary configuration of a fluid line condition detector 1000 that is mounted or mounted on the left exterior side of the housing 82, e.g., on the left side of the front door 141. It can be exposed there in any way. For purposes of illustration, the fluid line status detector will be described as patient line status detector 1000. The patient line 34 should preferably be primed before being connected to the patient, as otherwise air may be delivered into the patient's body, increasing the risk of complications. It is. Depending on the configuration, it may be acceptable to have up to 1 mL of air in the patient line 34 before it is connected to the patient's peritoneal dialysis catheter. Exemplary configurations of patient line condition detectors 1000 described below generally meet or exceed this criterion because they detect fluid levels within properly positioned tubing segments of line 34. This is because, after priming, the air remaining at the tip of line 34 is at most about 0.2 mL.

一態様では、第1構成の患者ライン状態検出器1000は、ベース部材1002を含むことができる。ベース部材1002に取り付けられた(または一般にはともにモールドされた)患者ライン状態検出器ハウジング1006もある場合があり、それにより、検出器ハウジング1006は、ベース部材1002から外側に延在することができる。検出器ハウジング1006は、チューブまたはコネクタ保持チャネル1012を画定し、その中に、患者ライン34の先端部の近くの管セグメント34aまたはその関連するコネクタ36を配置することができる。ベース部材1002に面している検出器ハウジング1006の部分は実質的に中空とすることができ、その結果、検出器ハウジング1006の後方に開放空洞1008(図11おおよび図13に示す)に生成することができる。開放空洞1008は、管セグメント34aを配置することができるチャネル1012の隣におけるセンサ素子(図13に示す1026、1028、1030および1032)の配置および位置決めに適応することができる。代替実施形態では、任意選択的に、ベース部材1002から外側に延在する安定化タブ1010もあり得る。安定化タブ1010は凹状外側形状を有することができ、それにより、患者ライン34が患者ライン状態検出器ハウジング1006内に配置されたときに、患者ラインコネクタ36の曲率に実質的に一致することができる。安定化タブ1010は、患者ライン34のプライミング中にコネクタ36が移動するのを防止するのに役立つことができ、それによってプライミングプロセスの正確さおよび効率を向上させる。検出器ハウジング1006は、概してチューブまたはコネクタ保持チャネル1012を画定するのに役立つ形状を有することができ、チューブまたはコネクタ保持チャネル1012はさらに、管セグメント34aからチューブコネクタ36への遷移に対応するように変化する寸法を有することができる。 In one aspect, a first configuration of patient line condition detector 1000 can include a base member 1002. There may also be a patient line status detector housing 1006 attached to (or generally molded together with) the base member 1002, such that the detector housing 1006 can extend outwardly from the base member 1002. . Detector housing 1006 defines a tube or connector retention channel 1012 within which tube segment 34a or its associated connector 36 near the distal end of patient line 34 may be placed. The portion of the detector housing 1006 facing the base member 1002 may be substantially hollow, resulting in an open cavity 1008 (shown in FIGS. 11 and 13) at the rear of the detector housing 1006. can do. Open cavity 1008 can accommodate placement and positioning of sensor elements (1026, 1028, 1030, and 1032 shown in FIG. 13) next to channel 1012 in which tube segment 34a can be placed. In alternative embodiments, there may also optionally be a stabilizing tab 1010 extending outwardly from the base member 1002. The stabilizing tab 1010 can have a concave outer shape so that it substantially conforms to the curvature of the patient line connector 36 when the patient line 34 is placed within the patient line condition detector housing 1006. can. Stabilizing tabs 1010 can help prevent connector 36 from shifting during priming of patient line 34, thereby improving the accuracy and efficiency of the priming process. Detector housing 1006 can have a shape that generally helps define a tube or connector retention channel 1012 that is further configured to accommodate the transition from tube segment 34a to tube connector 36. Can have varying dimensions.

この例示的な実施形態では、チャネル1012は、患者ラインコネクタ36の形状に実質的に一致することができる。その結果、チャネル1012内に配置されたときのコネクタ36の一部を包含するように、チャネル1012は「U字型」であり得る。チャネル1012は、2つの別個の特徴、すなわちチューブ部分1014およびクレードル1016から構成することができる。別の態様では、チューブ部分1014をクレードル1016の下方に配置することができる。さらに、一対の側壁1018および後壁1020によって、クレードル1016を形成することができる。側壁1018の両方は、形状をわずかに凸状とすることができ、後壁1020は、概して平坦であり得るか、または他の方法でコネクタ36の隣接する部分の形状に概して一致する輪郭を有することができる。側壁1018の概して凸状の形状は、クレードル1016内に配置されたときの患者ラインコネクタ36を適所に係止するのに役立つ。 In this exemplary embodiment, channel 1012 can substantially match the shape of patient line connector 36. As a result, channel 1012 may be "U-shaped" so as to encompass a portion of connector 36 when placed within channel 1012. Channel 1012 may be comprised of two separate features: a tube portion 1014 and a cradle 1016. In another aspect, tube portion 1014 can be positioned below cradle 1016. Additionally, a pair of side walls 1018 and a rear wall 1020 may form a cradle 1016. Both side walls 1018 can be slightly convex in shape, and the rear wall 1020 can be generally flat or otherwise have a contour that generally matches the shape of adjacent portions of the connector 36. be able to. The generally convex shape of sidewall 1018 helps lock patient line connector 36 in place when placed within cradle 1016.

患者ライン状態検出器1000の第1構成に対する例示的な実施形態では、患者ラインコネクタ36の領域36aは、チャネル1012の対向する後壁1020に対して固定して位置することができる概して平面の表面を有することができる。さらに、コネクタ36のこの領域は、反対側に凹部37を有することができ、それは、コネクタ36が検出器ハウジング1006内に配置されるときに、チャネル1012の対向する側壁1018に隣接して配置することができる。コネクタ36の側面に位置する隆起要素37aによって、凹部37を画定することができる。これらの凹部37のうちの1つが、図10において部分的に見える。2つの側壁1018は、凹部37と係合し、クレードル1016内の適所にコネクタ36を係止するのに役立つ概して嵌合する形状(たとえば、凸形状等)を有することができる。これは、患者ライン34のプライミング中にコネクタ36および管セグメント34aが検出器ハウジング1006から不注意に取り外されるのを防止するのに役立つ。コネクタ36の隆起要素37aが、十分に可撓性がある材料(たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレンまたは他の同様のポリマー系材料等)から作製される場合、コネクタ36に対する閾値引張力は、コネクタ36および管セグメント34aを検出器ハウジング1006から解除することができる。 In an exemplary embodiment for the first configuration of patient line status detector 1000, region 36a of patient line connector 36 is a generally planar surface that can be fixedly positioned relative to opposing rear wall 1020 of channel 1012. can have. Additionally, this region of the connector 36 can have a recess 37 on the opposite side, which is positioned adjacent the opposite sidewall 1018 of the channel 1012 when the connector 36 is positioned within the detector housing 1006. be able to. A recess 37 can be defined by a raised element 37a located on the side of the connector 36. One of these recesses 37 is partially visible in FIG. The two sidewalls 1018 can have a generally mating shape (eg, a convex shape, etc.) that engages the recess 37 and helps lock the connector 36 in place within the cradle 1016. This helps prevent inadvertent removal of connector 36 and tube segment 34a from detector housing 1006 during priming of patient line 34. If the raised elements 37a of the connector 36 are made from a sufficiently flexible material (such as polypropylene, polyethylene or other similar polymeric material), the threshold tensile force on the connector 36 Segment 34a can be released from detector housing 1006.

別の態様では、空洞1012のチューブ部分1014は、管セグメント34aがコネクタ36に取り付けられる直前の時点で、管セグメント34aの大部分を包囲することができる。チューブ部分1014は、3つの構造、すなわち2つの側壁1018および後壁1020を用いて管セグメント34aの大部分を収容することができる。実施形態では、2つの側壁1018および後壁1020は、複数のLED(たとえば、図13におけるLED1028、1030および1032等)からの光が、著しく遮られるかまたは拡散されることなく壁を通して向けられるのを可能にするように、透明または十分に半透明(たとえば、プレキシガラスから構築される)であり得る。壁1018のうちの1つに沿って、光学センサ1026(図12に示す)も配置することができ、それは、LEDによって放出されている光を検出することができる。例示する実施形態では、LEDがハウジング内で配置された領域おいて、主検出器ハウジング1006内にスナップ式に嵌まるように、透明または半透明のプラスチックインサート1019を構成することができる。 In another aspect, the tube portion 1014 of the cavity 1012 can surround a majority of the tube segment 34a just before the tube segment 34a is attached to the connector 36. Tube section 1014 can accommodate most of tube segment 34a using three structures: two side walls 1018 and a back wall 1020. In embodiments, the two side walls 1018 and the back wall 1020 allow light from the plurality of LEDs (such as LEDs 1028, 1030 and 1032 in FIG. 13) to be directed through the walls without being significantly obstructed or diffused. It can be transparent or sufficiently translucent (e.g., constructed from plexiglass) to allow for. An optical sensor 1026 (shown in FIG. 12) can also be placed along one of the walls 1018, which can detect the light being emitted by the LED. In the illustrated embodiment, a transparent or translucent plastic insert 1019 can be configured to snap into the main detector housing 1006 in the area where the LED is located within the housing.

図12は、患者ライン状態検出器プリント回路基板1022に表面実装されたLED1028、1030および1032ならびに光学センサ1026がある斜視配置図を示す。図13は、検出器回路基板1022に実装されたLED1028、1030および1032ならびに光学センサ1026の平面図を示し、そこでは、検出器回路基板1022は、検出器ハウジング1006の後壁1020および側壁1018に隣接して配置することができる。図14は、検出アセンブリ1000の組立分解斜視図であり、ハウジング1006に対するプリント回路基板1022および半透明または透明のプラスチックインサート1019の相対位置を示す。 FIG. 12 shows a perspective layout with LEDs 1028, 1030 and 1032 and optical sensor 1026 surface mounted on a patient line status detector printed circuit board 1022. FIG. 13 shows a top view of LEDs 1028, 1030, and 1032 and optical sensor 1026 mounted on a detector circuit board 1022, where the detector circuit board 1022 is mounted on the rear wall 1020 and side wall 1018 of the detector housing 1006. Can be placed adjacent to each other. FIG. 14 is an exploded perspective view of sensing assembly 1000 showing the relative position of printed circuit board 1022 and translucent or transparent plastic insert 1019 with respect to housing 1006.

図11の例示的な実施形態も参照すると、検出器回路基板1022は、支持構造1004および内部開放空洞1008の上に配置することができ、内部開放空洞1008は、ベース部材1002から外側に延在する検出器ハウジング1006から形成されている。ベース部材1002が、支持構造1004に対して概して垂直であるように、ベース部材1002および支持構造1004を互いに取り付けることができ、または一般にはモールディングすることができる。この向きにより、概して、検出器回路基板1022の平面が、チャネル1012内に固定されたときに管セグメント34aの長軸に対して概して垂直であることが可能になる。検出器回路基板1022は、開放空洞1008の断面形状に概して一致することができ、後壁1020および側壁1018(図10)によって形成されたチャネル1012の断面形状に概して一致する切取り部1024(図12、図13)も有することができる。そして、開放空洞1008内に検出器回路基板1022を配置することができ、検出器回路基板1022の管セグメント34aまたはコネクタ36との適切な位置合わせを確実にするために、切取り部1024は、検出器ハウジング1006の後壁1020および側壁1018に略隣接している。 Referring also to the exemplary embodiment of FIG. 11, a detector circuit board 1022 can be disposed over the support structure 1004 and an internal open cavity 1008, with the internal open cavity 1008 extending outwardly from the base member 1002. A detector housing 1006 is formed from the detector housing 1006. Base member 1002 and support structure 1004 can be attached to each other, or generally molded, such that base member 1002 is generally perpendicular to support structure 1004. This orientation generally allows the plane of detector circuit board 1022 to be generally perpendicular to the long axis of tube segment 34a when secured within channel 1012. Detector circuit board 1022 can generally match the cross-sectional shape of open cavity 1008 and include a cutout 1024 (FIG. 12) that generally matches the cross-sectional shape of channel 1012 formed by back wall 1020 and side wall 1018 (FIG. 10). , FIG. 13). A detector circuit board 1022 can then be placed within the open cavity 1008, and the cutout 1024 is inserted into the detector circuit board 1024 to ensure proper alignment of the detector circuit board 1022 with the tube segment 34a or connector 36. generally adjacent rear wall 1020 and side wall 1018 of container housing 1006.

検出器回路基板1022は、回路基板1022に取り付けることができる複数のLEDおよび少なくとも1つの光学センサを含むことができ、一実施形態では、LEDおよび光学センサは、回路基板1022に表面実装することができる。一態様では、検出器回路基板1022は、第1のLED1028、第2のLED1030、第3のLED1032および光学センサ1026を含むことができる。第1のLED1028および第2のLED1030は、チャネル1012の同じ側壁1018aを通して光を向けるように配置することができる。第1のLED1028および第2のLED1030によって放出される光は、概して平行方向に、それらが最も近い側壁1018aに対して概して垂直に向けることができる。チャネル1012の対向する側壁1018bに沿って、光学センサ1026を配置することができる。さらに、チャネル1012の後壁1020に沿って、第3のLED1032を配置することができる。この例示的な実施形態では、LEDおよび光学センサ1026のこうした構成により、患者ライン状態検出器1000は、患者ライン34をプライミングする過程の間に3つの異なる状態、すなわち管セグメント34aまたはコネクタ36が略完全に流体で充填されている(プライミング済み状態)、管セグメント34aまたはコネクタ36が完全には充填されていない(非プライミング状態)、またはチャネル1012に管セグメント34aおよび/またはコネクタ36が存在しない(ライン不在状態)を検出することができる。 Detector circuit board 1022 can include a plurality of LEDs and at least one optical sensor that can be attached to circuit board 1022; in one embodiment, the LEDs and optical sensor can be surface mounted to circuit board 1022. can. In one aspect, the detector circuit board 1022 can include a first LED 1028, a second LED 1030, a third LED 1032, and an optical sensor 1026. First LED 1028 and second LED 1030 may be positioned to direct light through the same sidewall 1018a of channel 1012. The light emitted by the first LED 1028 and the second LED 1030 can be directed in a generally parallel direction and generally perpendicular to the sidewall 1018a to which they are closest. Optical sensors 1026 may be positioned along opposing sidewalls 1018b of channel 1012. Additionally, a third LED 1032 can be placed along the back wall 1020 of the channel 1012. In this exemplary embodiment, this configuration of LED and optical sensor 1026 allows patient line condition detector 1000 to detect three different conditions during the process of priming patient line 34, i.e., tube segment 34a or connector 36. completely filled with fluid (primed condition), tube segment 34a or connector 36 not completely filled (unprimed condition), or tube segment 34a and/or connector 36 absent from channel 1012 ( Line absent state) can be detected.

たとえば腹膜透析システム10等の腹膜透析システムで使用される場合、このように検出器回路基板1022を構成することにより、PDサイクラコントローラシステム16に適切な制御信号を送信することができる。そして、コントローラシステム16は、ユーザに対し、ユーザインターフェース144を介して、腹膜透析カテーテルへの接続を行う前に、患者ライン状態検出器1000においてライン34の先端部を位置決めするように通知することができる。そして、コントローラは、患者ライン状態検出器1000内における管セグメント34aの配置をモニタリングすることができる。そして、コントローラは、続いて、ライン34のプライミングを指示し、ライン34がプライミングされるとプライミングの終了を指示し、その後、ユーザに対して、患者ライン状態検出器1000からライン34の先端部を分離し、それをユーザの腹膜透析カテーテルに接続するように指示することができる。 For example, when used in a peritoneal dialysis system, such as peritoneal dialysis system 10, configuring detector circuit board 1022 in this manner allows appropriate control signals to be sent to PD cycler controller system 16. The controller system 16 may then notify the user via the user interface 144 to position the tip of the line 34 at the patient line condition detector 1000 before making the connection to the peritoneal dialysis catheter. can. The controller can then monitor the placement of tube segment 34a within patient line condition detector 1000. The controller then instructs priming of the line 34, instructs the end of priming when the line 34 is primed, and then instructs the user to remove the distal end of the line 34 from the patient line condition detector 1000. and can be instructed to disconnect and connect it to the user's peritoneal dialysis catheter.

LED1028、1030および1032ならびに光学センサ1026を回路基板1022に表面実装することは、装置に対する製造プロセスを単純化することができ、患者ライン状態検出器1000および回路基板1022が相対的に小さい空間を占有するのを可能にすることができ、LEDまたは光学センサの互いに対するまたはチャネル1012への移動から生じる可能性がある誤差を排除するのに役立つことができる。センサ構成要素の表面実装なしでは、装置の組立中、またはその使用中に、構成要素の位置ずれが発生する可能性がある。 Surface mounting LEDs 1028, 1030 and 1032 and optical sensor 1026 to circuit board 1022 can simplify the manufacturing process for the device and allow patient line status detector 1000 and circuit board 1022 to occupy relatively little space. 1012 and can help eliminate errors that may result from movement of the LEDs or optical sensors relative to each other or into the channel 1012. Without surface mounting of sensor components, misalignment of the components can occur during assembly of the device or during its use.

一態様では、LED1032の光軸(または中心光軸)は、光学センサ1026の光軸に対して斜角を形成することができる。例示する実施形態では、第1のLED1028、第2のLED103および光学センサ1026の光軸は、各々、互いにかつチャネル1012の後壁1020に対して概して平行である。したがって、LEDから光学センサ1026に向けられる光の量は、(a)チャネル1012内の半透明または透明の導管の存在もしくは不在、および/または(b)(たとえば、管セグメント34aであり得る)導管内の液体の存在に応じて変化する可能性がある。好ましくは、チャネル1012内の半透明または透明の管セグメント34aの存在によってLED1032によって放出される光の一部を屈折させるために、光学センサ1026から最も遠い側壁(たとえば、1018a)の近くに、LED1032を配置することができる。光学センサ1026から離れるかまたはそれに向かう屈折の程度は、管セグメント34aにおける流体の存在または不在によって決まる可能性がある。 In one aspect, the optical axis (or central optical axis) of the LED 1032 can form an oblique angle with the optical axis of the optical sensor 1026. In the illustrated embodiment, the optical axes of first LED 1028, second LED 103, and optical sensor 1026 are each generally parallel to each other and to back wall 1020 of channel 1012. Accordingly, the amount of light directed from the LED to the optical sensor 1026 depends on (a) the presence or absence of a translucent or transparent conduit within the channel 1012, and/or (b) the conduit (which may be, for example, tube segment 34a). may vary depending on the presence of liquid within. Preferably, the LED 1032 is placed near the sidewall furthest from the optical sensor 1026 (e.g., 1018a) to refract a portion of the light emitted by the LED 1032 due to the presence of a translucent or transparent tube segment 34a within the channel 1012. can be placed. The degree of refraction away from or toward optical sensor 1026 may depend on the presence or absence of fluid in tube segment 34a.

さまざまな実施形態では、光学センサ1026に対するLED1032の斜角により、チャネル1012に半透明または透明な導管を備えた、液体の存在または不在を判断するよりロバストなシステムが生成される。LED1032は、その光軸が、光学センサ1026の光軸に対して91°~179°の任意の角度を形成することができるように、配置することができる。好ましくは、角度は、光学センサの光軸に対して約95°~約135°の範囲内に設定することができる。より好ましくは、LED1032は、光学センサの光軸に対して約115°±5°の光軸を有するように設定することができる。図13に示す例示的な実施形態では、光学センサ1026の光軸に対するLED1032の光軸の角度θは、およそ115°±5°に設定された。(この特定の実施形態における光学センサ1026の光軸は、後壁1020に対しておよそ平行であり、側壁1018bに対しておよそ垂直である。)光学センサ1026の光軸に対してLED1032の角度を付けることの利点は、約115°の角度で向けられたLED1032と、これに対する、光軸が、光学センサ1026の光軸に対して垂直または平行に向けられたLEDとを用いて、空気充填チューブセグメント(ドライチューブ)から流体充填チューブセグメント(ウェットチューブ)を識別する際に、光学センサ1026の性能を比較する一連の試験において確認された。その結果により、角度付きLEDベースシステムは、管セグメント34aにおける液体の存在または不在を識別するのによりロバストであることが分かった。角度付きLED1032を用いることにより、超えると空の管セグメント34aを確実に検出することができる、光学センサの信号強度閾値を選択することが可能であった。また、下回ると流体充填管セグメント34aを確実に検出することができる、光学センサ信号強度閾値を選択することも可能であった。 In various embodiments, the oblique angle of the LED 1032 relative to the optical sensor 1026 creates a more robust system for determining the presence or absence of liquid with a translucent or transparent conduit in the channel 1012. LED 1032 can be positioned such that its optical axis can form any angle from 91° to 179° with the optical axis of optical sensor 1026. Preferably, the angle can be set within a range of about 95° to about 135° relative to the optical axis of the optical sensor. More preferably, the LED 1032 can be configured to have an optical axis of approximately 115°±5° relative to the optical axis of the optical sensor. In the exemplary embodiment shown in FIG. 13, the angle θ of the optical axis of LED 1032 with respect to the optical axis of optical sensor 1026 was set to approximately 115°±5°. (The optical axis of optical sensor 1026 in this particular embodiment is approximately parallel to back wall 1020 and approximately perpendicular to side wall 1018b.) The angle of LED 1032 with respect to the optical axis of optical sensor 1026 is An advantage of attaching the air-filled tube is to use an LED 1032 oriented at an angle of approximately 115°, and an LED with its optical axis oriented perpendicular or parallel to the optical axis of the optical sensor 1026. It was confirmed in a series of tests comparing the performance of optical sensor 1026 in distinguishing fluid-filled tube segments (wet tubes) from segments (dry tubes). The results showed that the angled LED-based system was more robust in identifying the presence or absence of liquid in tube segment 34a. By using the angled LED 1032, it was possible to select a signal strength threshold of the optical sensor, beyond which an empty tube segment 34a could be reliably detected. It was also possible to select an optical sensor signal strength threshold below which the fluid-filled tube segment 34a could be reliably detected.

図15は、患者ライン状態検出器1000が液体充填管セグメント34a(プライミング済み状態)と空の管セグメント34a(非プライミング状態)とを識別することができることを実証する試験結果のグラフを示す。その結果は、光学センサ1026の光軸に対して約115°の角度で向けられたLED1032(第3のLED)と、光学センサ1026の光軸に対しておよそ平行に向けられたLED1030(第2のLED)とに対して記録された。図15においてプロットされた結果により、患者ライン状態検出器1000が、プライミング済み状態と非プライミング状態とを確実に区別することができることが実証される。LED1030から受け取られる光に関連する相対信号強度がおよそ0.4以上であった場合、LED1032から受け取られた光信号のみを使用して、非プライミング状態対プライミング済み状態に対する上限信号検出閾値1027および下限信号検出閾値1029を決定することができた。上限閾値1027を用いて、非プライミング状態を識別することができ、下限閾値1029を用いて、プライミング済み状態を識別することができる。上限閾値1027より上に位置するデータ点は、空の管セグメント34a(非プライミング状態)に関連づけられ、下限閾値1029より下に位置するデータ点は、液体充填管セグメント34a(プライミング済み状態)に関連づけられる。これらの2つの閾値の間の相対的に狭い領域1031は、管セグメント34aのプライミング状態の評価が不確定である可能性がある、LED1032から受け取られた光に関連づけられた相対信号強度の範囲を画定する。LED1032から受け取られる光に関連づけられた信号強度がこの不確定範囲内にある場合はいつでも、ユーザに対して適切なメッセージを送信するように、コントローラ(たとえば、制御システム16等)をプログラムすることができる。たとえば、ユーザに対して、管セグメント34aおよび/またはコネクタ36が患者ライン状態検出器1000に適切に取り付けられているか否かを評価するように指示することができる。腹膜透析システムに関連して、光学センサ1026が、空の管セグメント34aに対応する信号を生成する場合、コントローラは、透析液で患者ライン34をプライミングし続けるようにサイクラに指示することができる。コントローラが、液体充填管セグメント34aに対応する信号を用いて、それ以上のプライミングを停止し、ユーザに対して、流体ライン34が透析カテーテルに接続される準備ができていることを指示することができる。 FIG. 15 shows a graph of test results demonstrating that the patient line condition detector 1000 is capable of distinguishing between liquid-filled tube segments 34a (primed condition) and empty tube segments 34a (unprimed condition). The result is LED 1032 (third LED) oriented at an angle of approximately 115° to the optical axis of optical sensor 1026 and LED 1030 (second LED) oriented approximately parallel to the optical axis of optical sensor 1026. LED). The results plotted in FIG. 15 demonstrate that the patient line state detector 1000 can reliably distinguish between primed and unprimed states. If the relative signal strength associated with the light received from LED 1030 was approximately 0.4 or greater, then only the light signal received from LED 1032 was used to determine the upper signal detection threshold 1027 and lower limit for the unprimed versus primed state. The signal detection threshold 1029 could be determined. An upper threshold 1027 can be used to identify an unprimed state, and a lower threshold 1029 can be used to identify a primed state. Data points located above the upper threshold 1027 are associated with empty tube segment 34a (unprimed condition) and data points located below lower threshold 1029 are associated with liquid-filled tube segment 34a (primed condition). It will be done. The relatively narrow region 1031 between these two thresholds limits the range of relative signal intensities associated with light received from the LED 1032 over which the assessment of the priming status of the tube segment 34a may be uncertain. Define. A controller (e.g., control system 16, etc.) may be programmed to send an appropriate message to the user whenever the signal strength associated with the light received from the LED 1032 is within this uncertainty range. can. For example, a user may be instructed to evaluate whether tubing segment 34a and/or connector 36 are properly attached to patient line status detector 1000. In the context of a peritoneal dialysis system, if the optical sensor 1026 generates a signal corresponding to an empty tube segment 34a, the controller can instruct the cycler to continue priming the patient line 34 with dialysate. The controller may use the signal corresponding to the fluid-filled tube segment 34a to stop further priming and indicate to the user that the fluid line 34 is ready to be connected to the dialysis catheter. can.

実施形態では、サイクラ14コントローラは、プライミング処置の開始時、LEDのうちの1つからの受け取った信号を連続的にモニタリングすることができる。受け取った信号の変化を検出すると、コントローラは、LEDのすべてを用いる完全な測定を行うために、さらなる流体圧送を停止させることができる。受け取った信号が、十分に、ウェットチューブを示す範囲内にある場合、さらなるプライミングを停止させることができる。しかしながら、受け取った信号が、不確定領域1031内または「ドライ」領域内にある場合、サイクラは、圧送カセットによる患者ライン内への流体の一連の小さい漸増するパルスを命令し、流体の各パルスの後、LED信号強度を繰り返し読み取る。そして、センサのレベルにおいて流体充填ラインを示す読取が達成されるとすぐに、プライミングを停止させることができる。弁の短いパルスを命令して、圧力リザーバをポンプ作動チャンバまたは制御室(制御チャンバ)に接続することにより、流体の漸増パルスを達成することができる。別法として、コントローラは、ポンプ作動チャンバまたは制御室に連続した圧力を加えることを命令し、ポンプの出口弁に対して、一連の流体パルスを生成するように短い時間開放して閉鎖するように命令することができる。 In embodiments, the cycler 14 controller may continuously monitor the received signal from one of the LEDs at the beginning of the priming procedure. Upon detecting a change in the received signal, the controller can stop further fluid pumping in order to take a complete measurement using all of the LEDs. If the received signal is sufficiently within the range indicative of a wet tube, further priming can be stopped. However, if the received signal is within the uncertainty region 1031 or within the "dry" region, the cycler commands a series of small incremental pulses of fluid into the patient line by the pumping cassette, with each pulse of fluid After that, read the LED signal strength repeatedly. Priming can then be stopped as soon as a reading indicating a fluid fill line is achieved at the level of the sensor. Incremental pulses of fluid can be achieved by commanding short pulses of the valve to connect the pressure reservoir to the pump actuation chamber or control chamber. Alternatively, the controller commands the application of continuous pressure to the pump actuation chamber or control chamber, causing the outlet valve of the pump to open and close briefly to produce a series of fluid pulses. can be commanded.

図16は、光軸が光学センサ1026の光軸に対しておよそ垂直であるLED(LEDd)と比較したときの、角度付きLED1032(LEDc)の優位性を実証する試験結果のグラフを示す。この場合、LEDからの光に応答して光学センサ1026によって生成された相対信号強度が、LEDからの光に関連づけられた信号強度に対してプロットされた。液体充填済み(「プライミング済み」)管セグメント34aと空(「非プライミング」)管セグメント34aとの間の幾分かの分離が、約0.015のLED相対信号強度で明白であったが、この閾値に基づいて「プライミング済み」データ点から識別することができない実質的な数の「非プライミング」データ点1035が残った。一方、0.028~0.03のLEDcからの光に関連づけられた相対信号強度1033は、「プライミング済み」管セグメント34a(プライミング済み状態)と「非プライミング」管セグメント34a(非プライミング状態)とを有効に識別することができる。したがって、角度付きLED(1032)は、直角に向けられたLEDより信頼性の高いデータを生成することができる。 FIG. 16 shows a graph of test results demonstrating the superiority of an angled LED 1032 (LEDc) when compared to an LED whose optical axis is approximately perpendicular to the optical axis of the optical sensor 1026 (LEDd). In this case, the relative signal strength generated by optical sensor 1026 in response to light from the LED was plotted against the signal strength associated with the light from the LED. Although some separation between liquid-filled (“primed”) and empty (“unprimed”) tube segments 34a was evident at an LED relative signal strength of approximately 0.015; There remained a substantial number of "unprimed" data points 1035 that could not be distinguished from "primed" data points based on this threshold. On the other hand, the relative signal strength 1033 associated with the light from LEDc between 0.028 and 0.03 is between the "primed" tube segment 34a (primed condition) and the "unprimed" tube segment 34a (unprimed condition). can be effectively identified. Therefore, angled LEDs (1032) can produce more reliable data than LEDs oriented at right angles.

別の実施形態では、患者ライン状態検出器1000はまた、管セグメント34aがチャネル1012に存在するか否かを判断することができる。一態様では、第1のLED1028および第2のLED1030は、隣同士に配置することができる。一方のLED(たとえば、LED1028)は、その光軸がチャネル1012内の適切に位置決めされた半透明または透明の導管または管セグメント34aのおよそ中心を通過するように配置することができる。第2のLED(たとえば、LED1030)は、その光軸がチャネル1012内の導管または管セグメント34aに対して中心から外れてわずかにシフトするように配置することができる。光学センサ1026がチャネル1012の反対側にある状態で、このように、チャネル1012の一方の側の中心に/中心から外れてLEDを対にすることにより、チャネル1012内に液体導管または管セグメント34aが存在するかまたは不在であるかを判断する信頼性が向上することが分かった。管セグメント34aが交互に、チャネル1012内に、不在である、存在するが適切に配置されていない、または存在し適切に配置された、一連の試験では、光学センサ1026によって第1のLEDおよび第2のLED1030から信号測定値が取得された。各LEDから受け取られた信号は、互いに対してプロットされ、その結果を図17に示す。 In another embodiment, patient line status detector 1000 can also determine whether tube segment 34a is present in channel 1012. In one aspect, first LED 1028 and second LED 1030 can be placed next to each other. One LED (eg, LED 1028) may be positioned such that its optical axis passes approximately through the center of a suitably positioned translucent or transparent conduit or tube segment 34a within channel 1012. A second LED (eg, LED 1030) can be positioned such that its optical axis is slightly shifted off-center with respect to conduit or tube segment 34a within channel 1012. Thus, by pairing the LEDs on/off center on one side of the channel 1012, with the optical sensor 1026 on the opposite side of the channel 1012, a liquid conduit or tube segment 34a is inserted into the channel 1012. It was found that the reliability of determining whether a is present or absent is improved. In a series of tests in which tube segment 34a was alternately absent, present but not properly positioned, or present and properly positioned within channel 1012, the first LED and the second LED were detected by optical sensor 1026. Signal measurements were taken from two LEDs 1030. The signals received from each LED are plotted against each other and the results are shown in FIG.

図17に示すように、管セグメント34aがチャネル1012(領域1039)に不在であった場合の大部分では、LEDaに起因する光学センサ1026によって受け取られた信号強度(LEDa受信強度)は、LEDaがチャネル1012内の任意の管の既知の不在状態で点灯された較正ステップ中にLEDaから受け取った信号強度と著しく異らないことが分かった。同様に、LEDbに関連づけられた信号強度(LEDb受信強度)は、LEDbがチャネル1012内の任意の管の既知の不在状態で点灯された較正ステップ中のLEDbとは著しく異ならないことが分かった。患者ライン状態検出器1000は、LEDaのその較正値に対する比およびLEDbのその較正値に対する比が、各々およそ1±20%である場合、チャネル1012内にチューブが存在しないと確実に判断することができる。好ましい実施形態では、閾値比は、1±15%に設定され得る。患者ライン状態検出器1000が腹膜透析サイクラとともに使用される実施形態では、図17の領域1039内のLEDaおよびLEDbの値を使用して、たとえば、チャネル1012におけるチューブセグメント34aの不在を示すことができる。さらなる圧送動作を休止し、患者ライン状態検出器1000内の患者ライン34の先端部に適切に位置決めすることが必要であることを、ユーザインターフェース144を介してユーザに通知するように、サイクラコントローラをプログラムすることができる。 As shown in FIG. 17, in most cases when tube segment 34a was absent from channel 1012 (region 1039), the signal strength received by optical sensor 1026 due to LEDa (LEDa received strength) is It was found that the signal strength was not significantly different from the signal strength received from the LEDa during the calibration step lit in the known absence of any tube in channel 1012. Similarly, the signal strength associated with LEDb (LEDb received strength) was found not to be significantly different from LEDb during the calibration step when LEDb was illuminated in the known absence of any tube in channel 1012. Patient line condition detector 1000 can reliably determine that there is no tubing in channel 1012 if the ratio of LEDa to its calibrated value and the ratio of LEDb to its calibrated value are each approximately 1±20%. can. In a preferred embodiment, the threshold ratio may be set to 1±15%. In embodiments where patient line status detector 1000 is used with a peritoneal dialysis cycler, the values of LEDa and LEDb in region 1039 of FIG. 17 can be used to indicate, for example, the absence of tube segment 34a in channel 1012. . The cycler controller is configured to notify the user via the user interface 144 that further pumping operations are paused and that the distal end of the patient line 34 within the patient line status detector 1000 is required to be properly positioned. Can be programmed.

上述した3つのLEDおよび光学センサ1026の構成および位置合わせは、広範囲の半透明性を有する半透明または透明の流体導管(たとえば、管セグメント34a)を用いて必要なデータを生成することができる。さらなる試験では、患者ライン状態検出器1000は、著しく異なる程度の半透明性を有する管のサンプルを用いて、流体導管内の空気から液体を識別するか、または流体導管の存在もしくは不在を識別するための信頼性の高いデータを提供することができることが分かった。それはまた、使用されているPVC管が、滅菌されていないかまたは滅菌されている(たとえば、EtOXで滅菌されている)かに関する信頼性の高いデータを提供することもできた。 The configuration and alignment of the three LEDs and optical sensor 1026 described above can generate the necessary data using translucent or transparent fluid conduits (eg, tube segment 34a) with a wide range of translucency. In further testing, patient line condition detector 1000 uses samples of tubing with significantly different degrees of translucency to distinguish liquid from air within a fluid conduit, or to identify the presence or absence of a fluid conduit. It was found that it is possible to provide reliable data for It was also able to provide reliable data as to whether the PVC tubing used was non-sterile or sterile (eg sterilized with EtOX).

特定の実施形態では、流体導管または患者ライン34は、第1のスペクトルまたは複数のスペクトルの光に対して透明または半透明であり得る。流体導管はまた、第2のスペクトルまたは複数のスペクトルの光に対して不透明であり得る。患者ライン状態検出器1000で使用されるLEDは、流体導管の光透過特性に基づいて選択され得る。例えば、第1のLEDは、第1のスペクトルまたは複数の第1のスペクトルのうちの少なくとも1つで光を放出するように選択され得る。第2のLEDは、第2のスペクトルまたは複数のスペクトルで光を放出するように選択され得る。例えば、流体導管は、少なくとも赤外線スペクトルの光に対して透明または半透明であり得るが、少なくとも紫外線スペクトルの光に対して不透明であり得る。第1のLED(例えば、LED1030)は、赤外線スペクトルの光を放出することができ、一方、第2のLED(例えば、LED1028)は、紫外線スペクトルの光を放出するように選択され得る。光学センサ1026は、各LEDから放出された光を感知することができるか、または複数のセンサが光学センサ1026に含まれ得、各LED波長に対して1つが含まれ得る。フィルタなどは、望ましくない波長の光をフィルタで除去するために、光学センサ1026の一部として含まれ得る。たとえば、トリム(ショートパスとロングパス)およびバンドパスフィルタを使用できる。 In certain embodiments, fluid conduit or patient line 34 may be transparent or translucent to the first spectrum or spectra of light. The fluid conduit may also be opaque to light of the second spectrum or spectra. The LEDs used in patient line condition detector 1000 may be selected based on the light transmission characteristics of the fluid conduit. For example, the first LED may be selected to emit light in a first spectrum or at least one of a plurality of first spectra. The second LED may be selected to emit light in a second spectrum or spectra. For example, the fluid conduit may be transparent or translucent to at least light in the infrared spectrum, but opaque to at least light in the ultraviolet spectrum. The first LED (eg, LED 1030) can emit light in the infrared spectrum, while the second LED (eg, LED 1028) can be selected to emit light in the ultraviolet spectrum. Optical sensor 1026 can sense the light emitted from each LED, or multiple sensors can be included in optical sensor 1026, one for each LED wavelength. A filter or the like may be included as part of the optical sensor 1026 to filter out undesirable wavelengths of light. For example, trim (shortpass and longpass) and bandpass filters can be used.

LED1028が紫外線を放出し、LED1030が赤外光を放出する実施形態では、管がチャネル1012にない場合、光学センサ1026は、両方のLED1028、1030からの光を感知し得る。管(例えば、患者ライン34)がチャネル1012に設置される場合、紫外線LED1028からの光は、管の存在によって遮断され得る。赤外線LEDからの光は、管がその光スペクトルに対して半透明または透明であり得るので、光学センサ1026によって記録され得る。したがって、制御システム16は、紫外線LED1028からの光の強度が事前定義された閾値(光が完全にまたはほぼ完全に隠されていることを示すように設定され得る)を下回り、赤外線発光LED1030からの光が少なくともある閾値を超える場合、管が存在すると宣言することができる。患者ライン状態検出器1000は、予想されるタイプまたは組成の管と、望ましくないまたは許可されていない管タイプとを区別することができる可能性があるため、これはさらに有益であり得る。患者ライン状態検出器1000はまた、様々なシナリオを区別する際により大きなロバスト性を有し得る。例えば、紫外線および赤外線LEDの使用は、不適切に配置された管の代わりに異物またはデトリタスが存在するかどうかを決定する際に、患者ライン状態検出器1000を支援し得る。したがって、ユーザインターフェース上に表示するために生成されたトラブルシューティングおよびプロンプトは合理化され得、サイクラ14は、より良い患者体験を提供し得る。患者は毎晩ベッドの準備をしていて、トラブルシューティングが長引くと睡眠が失われ、欲求不満の原因となる可能性があるため、これは特に患者が通常治療を設定する際に望ましい場合がある。 In embodiments where LED 1028 emits ultraviolet light and LED 1030 emits infrared light, optical sensor 1026 may sense light from both LEDs 1028, 1030 when no tube is in channel 1012. If a tube (eg, patient line 34) is installed in channel 1012, light from ultraviolet LED 1028 may be blocked by the presence of the tube. Light from the infrared LED can be recorded by optical sensor 1026 because the tube can be translucent or transparent to its light spectrum. Accordingly, the control system 16 determines that when the intensity of light from the ultraviolet LED 1028 is below a predefined threshold (which may be set to indicate that the light is completely or nearly completely obscured), the intensity of the light from the infrared emitting LED 1030 A tube can be declared present if the light exceeds at least a certain threshold. This may be further beneficial because the patient line condition detector 1000 may be able to distinguish between tubes of expected type or composition and undesired or unauthorized tube types. Patient line condition detector 1000 may also have greater robustness in distinguishing between various scenarios. For example, the use of ultraviolet and infrared LEDs may assist the patient line condition detector 1000 in determining whether a foreign object or detritus is present in place of an improperly placed tube. Accordingly, troubleshooting and prompts generated for display on the user interface may be streamlined and cycler 14 may provide a better patient experience. This may be particularly desirable when patients are setting up their usual care, as they are getting ready for bed each night and prolonged troubleshooting can result in lost sleep and frustration.

いくつかの実施形態では、光源を管の特性に一致させることにより、管の検出に使用されるLED1028、1030のうちの1つを省略できる場合がある。赤外線発光LED1030は省略され得、制御システム16は、遮断される紫外線発光LEDからの光(例えば、ある事前定義された閾値を下回る減少)のみを監視して、管が存在するか、またはチャネル1012に適切に設置されるかを決定し得る。 In some embodiments, one of the LEDs 1028, 1030 used for tube detection may be omitted by matching the light source to the characteristics of the tube. Infrared emitting LEDs 1030 may be omitted, and control system 16 only monitors light from ultraviolet emitting LEDs that are blocked (e.g., decreases below some predefined threshold) to indicate that a tube is present or channel 1012 can determine whether it is properly installed.

LED1028、1030、1032から光学センサ1026によって取得された測定値は、管セグメント34aの状態を検出するために患者ライン状態検出器アルゴリズムへの入力として使用することができる。充填された管セグメント34a、空の管セグメント34aまたは不在の管セグメント34aを検出する以外に、アルゴリズムの結果は不確定である可能性があり、場合によっては、患者ライン状態検出器1000内の管セグメント34aの移動または不適切な位置決め、または場合によっては患者ライン状態検出器1000のチャネル1012内の異物の存在を示す。製造のばらつきにより、LED1028、1030、1032からの出力および光学センサ1026の感度が、種々のアセンブリ間で変化する可能性がある。したがって、患者ライン状態検出器1000の初期較正を行うことが有利である可能性がある。たとえば、以下の手順を用いて、LEDおよびセンサの較正値を得ることができる。 Measurements taken by optical sensor 1026 from LEDs 1028, 1030, 1032 may be used as input to a patient line condition detector algorithm to detect the condition of tube segment 34a. In addition to detecting a filled tube segment 34a, an empty tube segment 34a, or an absent tube segment 34a, the results of the algorithm can be indeterminate and, in some cases, detect tube segments in the patient line status detector 1000. Indicating movement or improper positioning of segment 34a, or possibly the presence of a foreign object within channel 1012 of patient line condition detector 1000. Due to manufacturing variations, the output from the LEDs 1028, 1030, 1032 and the sensitivity of the optical sensor 1026 can vary between different assemblies. Therefore, it may be advantageous to perform an initial calibration of the patient line condition detector 1000. For example, the following procedure can be used to obtain calibration values for the LEDs and sensors.

(1)管セグメント34aが患者ライン状態検出器1000に装填されていないことを確実にする。
(2)光学センサ1026に対して以下の4つの異なる状態に関して問い合わせる。(a)LED点灯なし(b)第1のLED1028(LEDa)点灯(c)第2のLED1030(LEDb)点灯(d)第3のLED1032(LEDc)点灯
(3)「LED点灯なし」信号値を他の信号値の各々から減算して、それらの環境補正値を求め、「チューブなし」較正値としてこれらの3つの測定値を格納する。
(1) Ensure that tube segment 34a is not loaded into patient line status detector 1000.
(2) Query the optical sensor 1026 regarding the following four different states. (a) LED not lit (b) First LED 1028 (LEDa) lit (c) Second LED 1030 (LEDb) lit (d) Third LED 1032 (LEDc) lit (3) "LED not lit" signal value Subtract from each of the other signal values to determine their environmental correction values and store these three measurements as "no tube" calibration values.

LEDおよびセンサに対する較正値が得られると、管セグメント34aの状態を検出することができる。この例示的な実施形態では、患者ライン状態検出器アルゴリズムは、以下のように試験において状態検出を行なう:
(1)光学センサ1026に対して以下の4つの異なる状態に関して問い合わせる。(a)LEDなし(b)第1のLED1028(LEDa)点灯(c)第2のLED1030(LEDb)点灯(d)第3のLED1032(LEDc)点灯
(2)「LED点灯なし」値を他の値の各々から減算して、それらの環境補正値を求める。
(3)各LEDに関連づけられた試験値をそれらの対応する較正(「チューブなし」)値で除算することによって相対LED値を計算する。
Once calibration values for the LEDs and sensors are obtained, the condition of tube segment 34a can be detected. In this exemplary embodiment, the patient line condition detector algorithm performs condition detection in the test as follows:
(1) Inquire about the following four different states of the optical sensor 1026. (a) No LED (b) First LED 1028 (LEDa) lit (c) Second LED 1030 (LEDb) lit (d) Third LED 1032 (LEDc) lit (2) Change the "LED not lit" value to another Subtract from each of the values to determine their environmental correction values.
(3) Calculate relative LED values by dividing the test values associated with each LED by their corresponding calibration ("no tube") values.

結果:
-環境補正LEDa値が0.10未満である場合、検出器に異物がある可能性があり、または、不確定な結果がユーザに報告される可能性がある。
-環境補正LEDaおよびLEDb値がそれらのそれぞれの格納された較正(チューブなし)値の±15%の範囲内にある場合、管セグメントが検出器内に存在しないことをユーザに報告する。
-環境補正LEDb値がその格納された較正(チューブなし)値の約40%以上である場合、(a)LEDcに関連づけられた信号を確認し、(i)LEDcに関連づけられた環境補正信号がその較正(「チューブなし」)値の約150%以上である場合、管セグメントが空であることをユーザに報告する、(ii)LEDcに関連づけられた環境補正信号がその較正(「チューブなし」)値の約125%以下である場合、管セグメントが液体で充填されていることをユーザに報告する、(iii)上記以外、結果は不確定であり、その測定を繰り返すか(たとえば、管セグメントが移動中である可能性があり、凹凸がある可能性があり、または不明瞭である、または、検出器に適切に挿入されていることを確実にするように管セグメントを確認すべきであることをユーザに報告する。
-環境補正LEDb値がその格納された較正(「チューブなし」)値の約40%未満である場合、ドライチューブの存在を確定するためのLEDc閾値は、より大きくなる可能性がある。一実施形態では、たとえば、LEDcの空のチューブ閾値は、以下の関係に従うことが経験的に分かった([LEDcの空のチューブ閾値]=-3.75×[LEDb値]+3)。
result:
- If the environmentally corrected LEDa value is less than 0.10, there may be a foreign object in the detector or an indeterminate result may be reported to the user.
- Report to the user that no tube segment is present in the detector if the environmentally corrected LEDa and LEDb values are within ±15% of their respective stored calibration (no tube) values.
- If the environmentally corrected LEDb value is approximately 40% or more of its stored calibration (no tube) value, (a) check the signal associated with LEDc, and (i) determine whether the environmentally corrected signal associated with LEDc is (ii) if the environmental correction signal associated with LEDc is greater than or equal to approximately 150% of its calibration ("no tube") value, it reports to the user that the tube segment is empty; ) below approximately 125% of the value, then report to the user that the tube segment is filled with liquid; (iii) otherwise the result is indeterminate and the measurement should be repeated (e.g. tube segments that may be moving, may be uneven, or are unclear, or the tube segment should be checked to ensure that it is properly inserted into the detector. Report this to the user.
- If the environmentally corrected LEDb value is less than about 40% of its stored calibration ("no tube") value, the LEDc threshold for determining the presence of a dry tube can be larger. In one embodiment, for example, the LEDc empty tube threshold has been empirically found to follow the following relationship ([LEDc empty tube threshold] = -3.75 x [LEDb value] + 3).

管セグメント34aが患者ライン状態検出器1000に搭載されたと判断されると、患者ライン状態検出器アルゴリズムは、以下を行なうことができる。a)LEDが点灯なしであるか光学センサ1026に対して問い合わせ、これをLEDなし値として格納する。b)LEDcを点灯する。c)光学センサ1026に対して問い合わせ、LEDなし値をLEDc値から減算し、これを初期値として格納する。d)圧送を開始する。e)光学センサ1026に対して問い合わせ、LEDなし値を次のLEDc値から減算する。f)この値が初期値の75%未満である場合、管セグメント34aが液体で充填されていると断定し、圧送を手薄し、上記の手順を用いて検出器状態を確認し、指示されたときに、ユーザに対してプライミングが完全したことを報告する。そうでない場合、問合せ、計算および比較を繰り返し続ける。一実施形態では、たとえば0.005~0.01秒毎等、要求通りの頻度で問合せプロトコルを行なうように、システムコントローラをプログラムすることができる。実施形態では、問合せサイクル全体を、好都合に0.5秒毎に行うことができる。 Once it is determined that the tube segment 34a is loaded into the patient line condition detector 1000, the patient line condition detector algorithm may do the following. a) Inquire of the optical sensor 1026 whether the LED is not lit or not, and store this as the no-LED value. b) Turn on LEDc. c) Query the optical sensor 1026, subtract the no-LED value from the LEDc value, and store this as the initial value. d) Start pumping. e) Interrogate the optical sensor 1026 and subtract the no-LED value from the next LEDc value. f) If this value is less than 75% of the initial value, conclude that the tube segment 34a is filled with liquid, reduce pumping, check the detector status using the procedure described above, and Sometimes, it reports to the user that priming is complete. If not, continue repeating the queries, calculations and comparisons. In one embodiment, the system controller can be programmed to perform the interrogation protocol as often as desired, such as every 0.005 to 0.01 seconds. In embodiments, the entire query cycle may conveniently occur every 0.5 seconds.

図18は、6つのサイクルに対するサンプル較正手順の結果を示す。ウェットチューブからドライチューブを識別する信号強度範囲(「ウェット/ドライ閾値」範囲)は、異なるサイクル間で変化することが留意される。(これらの範囲のばらつきは、さまざまな構成要素の製造、組立および位置決めのわずかなばらつきによる可能性がある。)したがって、較正において、各サイクラに対して、ウェットチューブによって生成されるデータ点からドライチューブによって生成されるデータ点を最適に分離するウェット/ドライ閾値信号強度範囲を割り当てることができる。 Figure 18 shows the results of the sample calibration procedure for six cycles. It is noted that the signal strength range that distinguishes dry from wet tubes (the "wet/dry threshold" range) changes between different cycles. (Variations in these ranges may be due to slight variations in the manufacturing, assembly, and positioning of the various components.) Therefore, during calibration, for each cycler, the dry A wet/dry threshold signal intensity range can be assigned that optimally separates the data points generated by the tube.

いくつかの例では、制御システム16が湿ったまたは液体で満たされた管を登録することができる閾値は異なる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、図19に示されるように、閾値は、管セグメント34aが乾燥していると決定されたときに以前に収集された値に依存し得る。これは、患者ライン状態検出器1000が、ドライラインからプライミングラインへの移行がいつ発生するかをより確実に決定するのに役立ち得る。さらに、これは、患者ライン状態検出器1000を、繰り返し使用した後および経時的に発生する可能性があるドリフトに対してより耐性にするのに役立ち得る。 In some examples, the threshold at which control system 16 can register a wet or liquid-filled tube may be different. For example, in some embodiments, as shown in FIG. 19, the threshold value may depend on a value previously collected when tube segment 34a was determined to be dry. This may help the patient line condition detector 1000 more reliably determine when a transition from dry line to prime line occurs. Additionally, this may help make patient line condition detector 1000 more resistant to drift that may occur after repeated use and over time.

図19は、流体ラインをプライミングするために実行され得るいくつかのアクションを詳述するフローチャート1050を示している。示されるように、ブロック1052において、ユーザは、サイクラ14の電源を入れ、治療の準備を開始することができる。ブロック1054において、患者ライン状態検出器1000が空でない場合、サイクラ14の制御システム16は、ブロック1056においてトラブルシューティングモードに入ることができる。トラブルシューティング中に、サイクラ14の制御システム16は、問題を解決するためにユーザがとることができる行動を示唆する、サイクラ14のユーザインターフェースに表示するための1つまたは複数のメッセージや警告を生成し得る。ユーザは、例えば、古いラインを除去すること、患者ライン状態検出器1000を洗浄すること、またはデトリタスをチェックすることを要求され得る。ブロック1054において、患者ライン状態検出器1000が空である場合、ユーザは、ブロック1058において、患者ラインを患者ライン状態検出器1000にロードすることができる。サイクラ14は、そうするようにユーザに指示するプロンプトを表示することができる。制御システム16は、患者ライン状態検出器1000を使用して、本明細書の他の場所で説明されているように、患者ライン状態検出器1000が空であるかどうかを決定することができる。 FIG. 19 shows a flowchart 1050 detailing several actions that may be performed to prime a fluid line. As shown, at block 1052, the user may turn on the cycler 14 and begin preparing for treatment. If the patient line status detector 1000 is not empty at block 1054, the control system 16 of the cycler 14 may enter a troubleshooting mode at block 1056. During troubleshooting, control system 16 of cycler 14 generates one or more messages or alerts for display on the user interface of cycler 14 suggesting actions the user can take to resolve the problem. It is possible. A user may be requested to remove old lines, clean patient line condition detector 1000, or check for detritus, for example. If the patient line status detector 1000 is empty at block 1054, the user may load a patient line into the patient line status detector 1000 at block 1058. Cycler 14 may display a prompt instructing the user to do so. Control system 16 may use patient line status detector 1000 to determine whether patient line status detector 1000 is empty, as described elsewhere herein.

サイクラ14の制御システム16は、ブロック1060において、患者ライン状態検出器1000を用いて、患者ライン34上の状態読み取り値の収集を調整することができる。この読み取り値を収集するために、制御システム16は、例えば、LEDc1032の電源を入れ、光学センサ1026を用いて光強度をチェックすることができる。ブロック1062において、読み取り値が、患者ラインが乾燥していないことを示している場合、サイクラ14の制御システム16は、ブロック1056のトラブルシューティングに進むことができる。トラブルシューティング中に、サイクラ14の制御システム16は、サイクラ14のユーザインターフェース上に表示するために、問題を解決するためにユーザがとることができる行動を示唆する1以上のメッセージやアラートまたは警告を生成することができる。たとえば、ユーザはラインを削除して再ロードするように求められる場合がある。患者ライン状態検出器1000がウェットラインが存在することを決定し続ける場合、セット12での治療は禁止され得る。ユーザは、セット12を廃棄し、新しいセット12で再開するように要求され得る。トラブルシューティング中に、ユーザインターフェースに表示するために、様々なガイダンスグラフィックが生成され得る。 Control system 16 of cycler 14 may coordinate collection of condition readings on patient line 34 using patient line condition detector 1000 at block 1060 . To collect this reading, control system 16 can, for example, turn on LED c 1032 and check the light intensity using optical sensor 1026. If the reading indicates that the patient line is not dry at block 1062, the control system 16 of the cycler 14 may proceed to troubleshooting at block 1056. During troubleshooting, control system 16 of cycler 14 may display one or more messages, alerts, or warnings for display on the user interface of cycler 14 suggesting actions the user can take to resolve the problem. can be generated. For example, the user may be asked to delete and reload a line. If patient line status detector 1000 continues to determine that a wet line is present, treatment on set 12 may be inhibited. The user may be requested to discard the set 12 and restart with a new set 12. Various guidance graphics may be generated for display on a user interface during troubleshooting.

「チューブなし」の較正値に対する読み取り値の比率が事前定義された範囲または閾値に一致する場合、読み取り値は、ラインが乾燥していることを示すように決定され得る。ブロック1062において、読み取り値がラインが乾燥していることを示している場合、制御システム16は、1つまたは複数の基準に対してその読み取り値の特性をチェックすることができる。例えば、図19に示される実施形態では、制御システム16は、「チューブなし」値に対する読み取り値の比率が閾値(例えば、1.7)よりも大きいかどうかをチェックすることができる。制御システム16はまた、その比率がその患者ラインで見られる最大のものであるかどうかをチェックすることができる。ブロックにおいて、読み取り値(または比率)がこれまでで最高である場合、ブロック1068において最大値として保存できる。あるいは、読み取り値(または比率)が閾値(たとえば1.7)以下の場合、最大値は、ブロック1068において閾値の値として保存することができる。 If the ratio of the reading to the "no tube" calibration value matches a predefined range or threshold, the reading may be determined to indicate that the line is dry. At block 1062, if the reading indicates that the line is dry, control system 16 may check the characteristics of the reading against one or more criteria. For example, in the embodiment shown in FIG. 19, control system 16 may check whether the ratio of the reading to the "no tube" value is greater than a threshold (eg, 1.7). Control system 16 can also check whether the ratio is the maximum seen for that patient line. If the reading (or ratio) is the highest ever in a block, it can be saved as the maximum value in block 1068. Alternatively, if the reading (or ratio) is less than or equal to a threshold (eg, 1.7), the maximum value may be stored as the threshold value at block 1068.

いくつかの実施形態では、制御システム16は、サイクラ14に患者ラインをプライミングするように命令する前に、患者ラインが乾燥していることを示す複数の読み取り(例えば、連続読み取り)を必要とし得る。ブロック1070において、事前定義された数のチェックが完了していない場合、制御システム16は、ブロック1060に戻って、別の読み取り値を収集することができる。ブロック1070において、チェックの前提条件の数が完了した場合、サイクラ14の制御システム16は、ブロック1072においてプライミングされた患者ライン閾値を計算し得る。代替の実施形態において、このプライミングされたチューブ閾値は、時間内の異なる点で、例えば、ブロック1060における最初の読み取りの後に、計算され得る。そのような実施形態では、プライミングされたチューブの閾値は、ブロック1060を通る後続の各パスで更新され得る。 In some embodiments, control system 16 may require multiple readings (e.g., consecutive readings) indicating that the patient line is dry before instructing cycler 14 to prime the patient line. . At block 1070, if the predefined number of checks have not been completed, control system 16 may return to block 1060 to collect another reading. At block 1070, if the precondition number of checks is completed, control system 16 of cycler 14 may calculate a primed patient line threshold at block 1072. In alternative embodiments, this primed tube threshold may be calculated at a different point in time, eg, after the first reading at block 1060. In such embodiments, the primed tube threshold may be updated on each subsequent pass through block 1060.

図19に示されるように、プライミングされたラインの閾値は、ブロック1068において保存された最大値に基づくことができる。特定の実施例では、プライミングされたチューブの閾値は、事前に定義された値(例えば、1.7)と事前に定義された方程式の出力のうちより大きいものとして計算されてもよい。例えば、ブロック1068からの最大値のパーセンテージに追加された定数を使用する方程式を使用することができる。特定の実施形態では、方程式は、プライミングされたチューブの閾値 =1.1+([ブロック1068からの]最大ドライチューブ*0.2)であり得る。 As shown in FIG. 19, the primed line threshold can be based on the maximum value stored at block 1068. In certain embodiments, the primed tube threshold may be calculated as the greater of a predefined value (eg, 1.7) and the output of a predefined equation. For example, an equation using a constant added to the percentage of the maximum value from block 1068 can be used. In a particular embodiment, the equation may be Primed Tube Threshold = 1.1 + (Max Dry Tube [from block 1068] * 0.2).

ブロック1074において、サイクラ14の制御システム16は、サイクラ14に、患者ライン34を通して流体をポンプ輸送するように命令することができる。ブロック1076において、サイクラ14の制御システム16は、患者ライン状態検出器1000で収集される読み取り値を命令することができる。ブロック1078において、読み取り値が、プライミングされたチューブの閾値を突破しなかったことを示す場合、サイクラ14の制御システム16は、ブロック1074に戻り、追加のポンピングを命令することができる。あるいは、ポンピングが行われている間に読み取り値を収集することもできる。ブロック1078において、読み取り値が、プライミングされたチューブの閾値を突破したことを示す場合、サイクラ14の制御システム16は、ブロック1080においてラインがプライミングされたことを宣言することができる。サイクラ14の制御システム16はまた、ユーザに(例えば、ユーザインターフェース上に生成されたスクリーンまたはプロンプトを介して)ブロック1080において治療のセットアップの次のステップに進むように指示するように、ユーザへの通信を調整することができる。読み取り値は、「チューブなし」の値に対する読み取り値の比率が、ブロック1072で計算されたプライミングされたチューブの閾値よりも大きいときに、閾値を突破したと示すように決定され得る。 At block 1074, control system 16 of cycler 14 may command cycler 14 to pump fluid through patient line 34. At block 1076, control system 16 of cycler 14 may command readings collected at patient line condition detector 1000. At block 1078, if the reading indicates that the primed tube threshold has not been breached, the control system 16 of the cycler 14 may return to block 1074 and command additional pumping. Alternatively, readings can be collected while pumping is occurring. If the reading indicates that the primed tube threshold has been breached at block 1078, the control system 16 of the cycler 14 may declare the line primed at block 1080. The control system 16 of the cycler 14 also provides a prompt to the user (e.g., via a screen or prompt generated on the user interface) to instruct the user to proceed to the next step in the treatment setup at block 1080. Communication can be coordinated. A reading may be determined to indicate that the threshold has been breached when the ratio of the reading to the “no tube” value is greater than the primed tube threshold calculated at block 1072.

いくつかの実施形態では、サイクラ14の制御システム16は、患者ライン34のプライミング中に置換することが許容される流体の容積を制限することができる。例えば、患者ライン24をプライミングするために置換された容積に課せられた容積閾値(例えば、名目上の患者ライン34におけるライン容積)があってもよく、制御システム16は、この容積が破られたときに通知またはアラートを生成することができる。ユーザは、ラインが完全にプライミングされておらず、患者ライン状態検出器1000に適切に装着されていることを確認するためにラインをチェックするように(GUIを介して)指示され得る。サイクラ14の制御システム16は、サイクラ14がブロック1074に戻ることを許可してもよく、ラインが適切に装着され、完全にプライミングされていないというユーザ入力を受信すると、プライミングを続行し得る。いくつかの実施形態では、継続的なポンピングが許可され得る回数に上限があり得る。この上限に達するかそれを超えると、サイクラ14の制御システム16は、アラートまたはエラーをトリガし、サイクラ14がそのセット12で治療を実施することを妨げることができる。 In some embodiments, control system 16 of cycler 14 may limit the volume of fluid that is allowed to be replaced during priming of patient line 34. For example, there may be a volume threshold (e.g., the line volume at the nominal patient line 34) imposed on the volume displaced to prime the patient line 24, and the control system 16 Notifications or alerts can be generated when The user may be instructed (via the GUI) to check the line to ensure that it is not fully primed and properly attached to the patient line status detector 1000. Control system 16 of cycler 14 may allow cycler 14 to return to block 1074 and may continue priming upon receiving user input that the line is properly seated and not fully primed. In some embodiments, there may be an upper limit on the number of times that continuous pumping may be allowed. When this upper limit is reached or exceeded, the control system 16 of the cycler 14 can trigger an alert or error and prevent the cycler 14 from performing therapy on its set 12.

図20は、患者ライン状態検出器1000の第2構成の斜視図を示す。さまざまな種類の患者ラインコネクタに対応するために、2つ以上の異なる患者ライン状態検出器構成が必要である場合がある。この例示的な実施形態では、第2構成の患者ライン状態検出器1000は、第1構成の患者ライン状態検出器1000とほとんど同じ構成要素を含むことができる。しかしながら、異なる種類のコネクタに対応するために、第2構成は、第1構成の患者ライン状態検出器1000で見いだされる安定化タブ1010ではなく、ハウジング1006の上方に隆起要素1036を含むことができる。隆起要素1036は、概して、標準的な患者ラインコネクタキャップまたはコネクタフランジの形状に一致することができる。 FIG. 20 shows a perspective view of a second configuration of patient line condition detector 1000. Two or more different patient line status detector configurations may be required to accommodate different types of patient line connectors. In this exemplary embodiment, the second configuration of patient line status detector 1000 may include substantially the same components as the first configuration of patient line status detector 1000. However, to accommodate different types of connectors, the second configuration can include a raised element 1036 above the housing 1006 rather than the stabilizing tab 1010 found in the patient line condition detector 1000 of the first configuration. . Raised element 1036 can generally conform to the shape of a standard patient line connector cap or connector flange.

本開示の態様によれば、検出器ハウジング1006は、チューブ部分1014を含まない場合がある。したがって、LEDおよび光学センサがチューブの一部ではなく半透明または透明の患者ラインコネクタ36の隣に配置され得るように、検出器回路基板1022の配置を可能にするように、開放空洞1008を配置することができる。したがって、チャネル1012は、コネクタ36を通るLED光の透過に対応するように異なる形状とすることができる。 According to aspects of the present disclosure, detector housing 1006 may not include tube portion 1014. Accordingly, the open cavity 1008 is arranged to allow for the placement of the detector circuit board 1022 so that the LED and optical sensor can be placed next to the translucent or transparent patient line connector 36 instead of being part of the tube. can do. Accordingly, channel 1012 can be differently shaped to accommodate the transmission of LED light through connector 36.

いくつかの実施形態では、流体ライン検出器1000は、チューブのセグメントのプライミング状態を検出するために使用されるのではなく、単に1つまたは複数のLEDを使用して、流体ライン検出器1000においてラインセグメントの存在を検出することができる。ラインセグメントの存在および適切な設置は、上述した実施形態より少ないLEDを用いて判断することができる。 In some embodiments, the fluid line detector 1000 is not used to detect the priming status of a segment of tubing, but simply uses one or more LEDs in the fluid line detector 1000. The presence of line segments can be detected. The presence and proper placement of line segments can be determined using fewer LEDs than the embodiments described above.

他の実施形態では、別のタイプのセンサを用いて、流体ライン30または患者ライン34等の流体ラインに関連する1つまたは複数の関心のある状態を検出することができる。たとえば、流体ライン検出器1000は、電気もしくは磁気接点スイッチ、またはマイクロスイッチ等の物理的に作動するスイッチを含むことができる。流体ライン検出器1000は、こうしたスイッチの作動により、流体ラインコネクタ36または管セグメント34aの存在を検出することができる。いくつかの実施形態では、流体ライン検出器1000において2つ以上のこうしたスイッチを使用することができる。これによって幾分かの冗長性を提供することができ、またはこれを用いて、関心のある複数のラインセグメントが適切に設置されていることを検出することができる。実施形態では、たとえば、管セグメント34aがチャネル1012内に設置されたときに駆動されるように、チャネル1012にマイクロスイッチを配置することができる。別法としてまたはさらに、流体ラインコネクタ36が流体ライン検出器1000に配置されたときに駆動されるように、たとえば、クレードル1016内にマイクロスイッチを配置することができる。こうした実施形態では、サイクラコントローラ(たとえば、制御システム16)は、1つまたは複数のスイッチのすべてが、ラインおよび/またはコネクタが流体ライン検出器1000内に適切に設置されていることを示すまで、チューブのプライミングを可能にしない場合がある。 In other embodiments, other types of sensors may be used to detect one or more conditions of interest associated with a fluid line, such as fluid line 30 or patient line 34. For example, fluid line detector 1000 can include a physically actuated switch such as an electrical or magnetic contact switch or a microswitch. Activation of such a switch allows fluid line detector 1000 to detect the presence of fluid line connector 36 or tube segment 34a. In some embodiments, more than one such switch can be used in fluid line detector 1000. This can provide some redundancy or can be used to detect that multiple line segments of interest are properly placed. In embodiments, for example, a microswitch can be placed in channel 1012 to be activated when tube segment 34a is installed within channel 1012. Alternatively or additionally, a microswitch can be placed within the cradle 1016, for example, to be activated when the fluid line connector 36 is placed on the fluid line detector 1000. In such embodiments, the cycler controller (e.g., control system 16) operates until all of the one or more switches indicate that the line and/or connector is properly installed within the fluid line detector 1000. May not allow priming of the tube.

別の実施形態では、流体ライン検出器1000は、スプリットリング共振器ベースのセンサを用いてチューブセグメントの存在および状態を検知することができる。こうした検出器は、たとえば、2014年7月25日に出願され、System,MethodandApparatusforBubbleDetectioninaFluidLineUsingaSplit-RingResonatorと題する米国特許出願第14/341,207号明細書に示されかつ記載されており、その出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。 In another embodiment, fluid line detector 1000 can detect the presence and condition of tube segments using a split ring resonator-based sensor. Such a detector is shown, for example, in U.S. patent application Ser. The content of the application is Incorporated herein by reference.

いくつかの実施形態では、流体ライン検出器1000のセンサは、流体ライン検出器1000に設置された流体ライン34のタイプ(たとえば、大人用サイズ対小児用サイズ、不透明対半透明等)を検出するように構成することができる。流体ラインコネクタ36および/またはチューブセグメント34aは、たとえば、使用されているラインのタイプに応じて、異なる識別特徴(たとえば、異なる幾何学的形状)を有することができる。こうした識別特徴の存在または不在を検知することに基づいて、いずれのタイプのラインが存在するかを認識するように、流体ライン検出器1000のセンサを構成することができる。 In some embodiments, the sensor of fluid line detector 1000 detects the type of fluid line 34 installed in fluid line detector 1000 (e.g., adult size vs. pediatric size, opaque vs. translucent, etc.) It can be configured as follows. Fluid line connector 36 and/or tube segment 34a may have different identifying characteristics (eg, different geometries) depending, for example, on the type of line being used. The sensors of fluid line detector 1000 can be configured to recognize what type of line is present based on sensing the presence or absence of such identifying features.

たとえば、流体ライン検出器1000がマイクロスイッチを使用するように構成されている場合、特定のタイプの流体ラインコネクタ36の存在を検出するようにスイッチを構成することができる。各タイプのラインにおける流体ラインコネクタ36は、異なる特徴(たとえば、異なる突起もしくは空隙、または異なるように配置された突起もしくは空隙)を含むことができる。流体ライン検出器1000に設置されると、流体ラインコネクタ36は、特定のタイプの流体ラインコネクタ36の存在を検出するために、所定のスイッチまたはスイッチ群を動かす可能性がある。スイッチの無効なまたは予期しない組合せが駆動された場合、またはサイクラもしくは医療機器と使用するように意図された流体ライン形状に対応しないスイッチの組合せが駆動された場合、ユーザに対して不適合なまたは不適切なラインを通知するように、コントローラをプログラムすることができる。スイッチのこの配置を用いて、不適切に設置されたラインまたはコネクタを検出することも可能である。 For example, if fluid line detector 1000 is configured to use a microswitch, the switch may be configured to detect the presence of a particular type of fluid line connector 36. Fluid line connectors 36 in each type of line can include different features (eg, different protrusions or voids, or differently arranged protrusions or voids). When installed in the fluid line detector 1000, the fluid line connector 36 may actuate a predetermined switch or groups of switches to detect the presence of a particular type of fluid line connector 36. If an invalid or unexpected combination of switches is actuated, or if a combination of switches is actuated that does not correspond to the fluid line configuration intended for use with the cycler or medical device, the user may receive an incompatible or The controller can be programmed to post the appropriate line. This arrangement of switches can also be used to detect improperly installed lines or connectors.

他の実施形態では、液体流がライン34の先端部の内腔内またはライン34の先端部におけるコネクタ36内で空気流に置き換わったときを検出することにより、流体ライン34の液体によるプライミングの完了を推断することができる。(重力によりまたは能動的な圧送により)所定の力を受けているときに、液体の流量をモニタリングすることにより、所与の内径の内腔内の空気と液体との間の流れに対する抵抗の差を検出することができる。内腔の内径は、空気流と液体流との識別を最適化するように選択することができる。大部分の場合、これは、流体ライン34または先端コネクタの端部の近くまたはその部分に流量制限部を導入することを含む。ライン34またはコネクタ36の先端部における適切に選択された流量制限部により、ライン34から出る比較的制限されない空気流が可能になるとともに、ライン34を通る液柱の進行を遅くするのに十分、液体流が妨げられる。この液体流抵抗の増大または制限ゾーンの前後の圧力降下の変化は、液体流路における流量計を使用することにより、または所定時間間隔にわたる上流のポンプ室における液体の容積の変化を測定することにより、検出することができる。膜ベースの容積式ポンプが使用される実施形態では、ポンプの作動チャンバ内の圧力を(たとえば、ボイルの法則、または閉鎖空間における理想気体の他の圧力-容積関係を適用することによって)モニタリングすることにより、ポンプ室内の液体容積の変化の速度を計算することができ、作動チャンバ内の圧力は、ポンプのポンプ室内の圧力を示す。流体ラインから液体流データを受け取るか、またはポンプ室内の圧力変化を測定することによりポンプ室から出る液体流を計算するコントローラは、液体流を所定値と比較することができる。別法として、コントローラは、液体流量の低下を計算し、流量の変化を予測知と比較して、流体ラインが液体でプライミングされたことを宣言することができる。 In other embodiments, priming of the fluid line 34 with a liquid is completed by detecting when the liquid flow is replaced by air flow within the lumen of the distal end of the line 34 or within the connector 36 at the distal end of the line 34. can be inferred. The difference in resistance to flow between air and liquid within a lumen of a given inner diameter is determined by monitoring the flow rate of the liquid when subjected to a given force (by gravity or by active pumping). can be detected. The inner diameter of the lumen can be selected to optimize discrimination between air and liquid flow. In most cases, this involves introducing a flow restriction near or at the end of the fluid line 34 or tip connector. A suitably selected flow restriction at the tip of line 34 or connector 36 allows relatively unrestricted air flow out of line 34 and is sufficient to slow the progression of the liquid column through line 34. Liquid flow is obstructed. This increase in liquid flow resistance or change in pressure drop across the restriction zone can be determined by using a flow meter in the liquid flow path or by measuring the change in liquid volume in the upstream pump chamber over a predetermined time interval. , can be detected. In embodiments where a membrane-based positive displacement pump is used, the pressure within the working chamber of the pump is monitored (e.g., by applying Boyle's law or other pressure-volume relationship for an ideal gas in an enclosed space). By this, the rate of change of the liquid volume in the pump chamber can be calculated, and the pressure in the working chamber is indicative of the pressure in the pump chamber of the pump. A controller that receives liquid flow data from a fluid line or calculates liquid flow exiting the pump chamber by measuring pressure changes within the pump chamber can compare the liquid flow to a predetermined value. Alternatively, the controller can calculate the drop in liquid flow rate, compare the change in flow rate to predictive knowledge, and declare that the fluid line has been primed with liquid.

流れが妨げられるゾーンは、狭窄部、障害物、部分的閉塞部または制限部(たとえば、オリフィス)を含むことができ、それは、空気の容易な通過を可能にするが、透析液等の液体の通過を妨げる。その特徴は、流体ラインの基端セクションにおける流体導管の断面積より小さい断面積を有する領域を含む、先端管または流体コネクタ36の短いセグメントを含むことができる。本明細書で用いる「制限部」は、流体導管における空気と液体とで区別をして流れに対する抵抗を増大させる任意の特徴を包含するように意図される。 Zones where flow is impeded can include constrictions, obstructions, partial occlusions or restrictions (e.g., orifices) that allow the easy passage of air but prevent the passage of liquids such as dialysate. impede passage. The feature may include a short segment of the distal tube or fluid connector 36 that includes a region having a cross-sectional area that is less than the cross-sectional area of the fluid conduit at the proximal section of the fluid line. As used herein, "restriction" is intended to include any feature that differentiates between air and liquid in a fluid conduit to increase resistance to flow.

実施形態では、制限部は、流体ラインまたは関連するコネクタの先端部から取外し可能であり得る。たとえば、制限部は、流体ライン34のプライミング中に流体ライン34の適所に残る栓またはキャップに含めることができる。制限部は、たとえば、製造中に栓またはキャップの一部としてモールドすることができる。この制限部は、キャップの栓部分における凹部、空隙、チャネルまたは他の流路であり得る。キャップの栓部分を、流体導管内に直接、または取り付けられたコネクタ36の内腔内に、挿入することができる。別法として、栓またはキャップの栓部分は、流体導管または関連するコネクタ内腔の直径より小さい直径を有するようなサイズとすることができる。キャップが設置されると、栓部分は、流体導管の一部を閉塞して、栓の外面と導管の内壁との間に小さい間隙をもたらし、それにより、制限部を生成する。 In embodiments, the restriction may be removable from the tip of the fluid line or associated connector. For example, the restriction can be included in a plug or cap that remains in place on the fluid line 34 during priming of the fluid line 34. The restriction can, for example, be molded as part of the closure or cap during manufacture. This restriction may be a recess, void, channel or other flow path in the stopper portion of the cap. The plug portion of the cap can be inserted directly into the fluid conduit or into the lumen of the attached connector 36. Alternatively, the plug portion of the plug or cap can be sized to have a diameter that is smaller than the diameter of the fluid conduit or associated connector lumen. When the cap is installed, the bung portion occludes a portion of the fluid conduit, creating a small gap between the outer surface of the bung and the inner wall of the conduit, thereby creating a restriction.

流体ライン34をプライミングするために流体を圧送するとき、流体は、空気が制限部を通って流体ライン34から出て自由に変位する際に、相対的に高い流量で移動する。液体が制限部に達するときのインピーダンスの上昇により、流量が低速になる。プライミングが発生する際に1つまたは複数のセンサから入力を受け取っているコントローラによって、流量をモニタリングすることができる。流量が低下すると、空気が、制限部を越えてラインから押し出され、所与の加えられた力が、このとき、液体を、制限部に押し通そうとしていることを推断することができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、さらなるロジックを採用して、流体ラインにおける液体流量の低減に対する複数のあり得る原因を識別することができる。 When pumping fluid to prime fluid line 34, the fluid moves at a relatively high flow rate as air is freely displaced out of fluid line 34 through the restriction. The increase in impedance when the liquid reaches the restriction results in a slower flow rate. The flow rate can be monitored by a controller receiving input from one or more sensors as priming occurs. As the flow rate decreases, air is forced out of the line past the restriction, and it can be inferred that a given applied force is now trying to force the liquid through the restriction. In some embodiments, the controller may employ additional logic to identify multiple possible causes for reduced liquid flow in the fluid line.

制限部が(流体ラインの先端部、または取り付けられたコネクタ内に配置された)オリフィスである実施形態では、オリフィス開口部の断面積は、液体流に対する所望の量のインピーダンスを生成するように選択することができる。さらに、選択される圧送圧力は、空気を圧送するときの流量と液体を圧送するときの流量とが、検出可能に異なるように、選択することができる。 In embodiments where the restriction is an orifice (located at the tip of a fluid line or within an attached connector), the cross-sectional area of the orifice opening is selected to produce the desired amount of impedance to liquid flow. can do. Furthermore, the selected pumping pressure can be selected such that the flow rate when pumping air and the flow rate when pumping liquid are detectably different.

流体ライン34が完全にプライミングされる箇所のわずかに上流に制限部を配置することが望ましい場合がある。これにより、コントローラが、液体流に対するインピーダンスが変化したか否かを判断している判断または認識期間中に、幾分かの液体が制限部を通って流れることができる。制限部から下流にライン容積があることにより、コントローラがプライミングの判断を行い、流体ポンプを停止する間、追加の液体を収容する流体バッファを提供し、したがって、流体ラインの先端部から出る液体のオーバーフローを防止するのに役立つ。好ましくは、液体流インピーダンスの変化に応答する圧送システムの遅延特性は、システムパラメータが選択されると、システムに対して経験的に確定される。これらのパラメータとしては、たとえば、ポンプによって加えられる力または圧力、圧送容積確定または流量測定の頻度、管の内径および長さ、流量制限部の特性、ならびにコントローラおよびポンプの応答時間を挙げることができる。システム特性が確定すると、オーバーフローを防止するために必要な制限後の管またはコネクタバッファ容積を、経験的に求めることができる。例示的な目的で、制限部を通る流量が30mL/分であり、かつコントローラおよびポンプがインピーダンス変化を認識してそれに応答するのに約5秒かかる場合、システムがインピーダンス変化に応答している間、約2.5mLのヒステリシス流体容積が移動する。こうした実施形態では、制限部を越えた下流容積は、およそ2.5mL、または2.5mLをわずかに超えるように設定することができる。これは、ラインをオーバープライミングして流体がラインをオーバーフローして漏れ出るようにすることなく、プライミング中に流体ライン34に残っている空気の量を最小限にするのに役立つような役割を果たすことができる。 It may be desirable to place the restriction slightly upstream of where the fluid line 34 is fully primed. This allows some liquid to flow through the restriction during the determination or recognition period when the controller is determining whether the impedance to liquid flow has changed. Having line volume downstream from the restriction provides a fluid buffer to accommodate additional fluid while the controller makes priming decisions and shuts down the fluid pump, thus reducing the amount of fluid exiting the tip of the fluid line. Helps prevent overflow. Preferably, the delay characteristics of the pumping system in response to changes in liquid flow impedance are determined empirically for the system once the system parameters are selected. These parameters may include, for example, the force or pressure exerted by the pump, the frequency of pumped volume determination or flow measurement, the internal diameter and length of the tubing, the characteristics of the flow restriction, and the response time of the controller and pump. . Once the system characteristics are determined, the restricted tube or connector buffer volume required to prevent overflow can be determined empirically. For illustrative purposes, if the flow rate through the restriction is 30 mL/min, and it takes about 5 seconds for the controller and pump to recognize and respond to an impedance change, then while the system is responding to an impedance change, , a hysteresis fluid volume of approximately 2.5 mL is moved. In such embodiments, the downstream volume beyond the restriction can be set to approximately 2.5 mL, or slightly more than 2.5 mL. This serves to help minimize the amount of air remaining in the fluid line 34 during priming without overpriming the line and allowing fluid to overflow the line and leak out. be able to.

別法として、制限部は、インピーダンス変化が検出されている間に、制限流路容積が予期される流量に近づくのを可能にする距離、ライン軸に沿って延在することができる。この実施形態は、制限部が流体ラインキャップ内に含まれる場合に望ましい可能性がある。 Alternatively, the restriction can extend along the line axis a distance that allows the restricted flow path volume to approach the expected flow rate while the impedance change is being detected. This embodiment may be desirable if the restriction is included within the fluid line cap.

いくつかの実施形態では、空気透過性であるが実質的に液体不透過性である材料を使用して、液体流を制限することができる。こうした材料は、比較的無制限の空気の通過を可能にするが、液体の通過を制限するかまたは阻止することができる。この材料は、流体ライン34の端部に配置することができ、空気がライン34から圧送されるのを可能にするが、ライン34がプライミング状態に達したときのオーバーフローおよびこぼれを防止することができる。そして、たとえば、ユーザがラインのキャップをはずすと、流体ラインキャップとともに材料を取り除くことができる。いくつかの具体的な実施形態では、使用される材料は、Goretexまたは別の同様の材料(たとえば、微多孔性またはマクロ多孔性のいずれかであり得る通気性材料)であり得る。上述したように、液体が材料に達するときの流量の低下が、流体ライン34がプライミング状態に達したことを通知する。 In some embodiments, a material that is air permeable but substantially liquid impermeable can be used to restrict liquid flow. Such materials allow relatively unrestricted passage of air, but can restrict or prevent the passage of liquid. This material can be placed at the end of the fluid line 34 to allow air to be pumped out of the line 34, but prevent overflow and spillage when the line 34 reaches a primed condition. can. Then, for example, when a user uncappers the line, the material can be removed along with the fluid line cap. In some specific embodiments, the material used can be Goretex or another similar material (eg, a breathable material that can be either microporous or macroporous). As mentioned above, a decrease in the flow rate as the liquid reaches the material signals that the fluid line 34 has reached a prime condition.

図21および図22は、流体ラインキャップ5320、流体ライン34および流体ラインコネクタ36の代表的な実施形態霊を示す。図示するように、制限部5322が、流体ライン34内に含まれている。他の例では、キャップ5320は、図示する制限部5322と同様の制限部を組み込んだ内面特徴を有することができる。この例では、制限部5322は、任意選択的に、制限部5322の下流に幾分かの流体ライン34容積があるように配置される。実施形態例における制限部5322は、断面積が低減した流体路の部分である。他の例では、制限部5322は、切り開かれた、穿孔された、または他の方法で液体の通過に対する抵抗を増大させる1つもしくは複数の細孔を有する、オリフィスまたは膜であり得る。 21 and 22 illustrate exemplary embodiments of fluid line cap 5320, fluid line 34 and fluid line connector 36. FIG. As shown, a restriction 5322 is included within fluid line 34. In other examples, the cap 5320 can have interior features that incorporate a restriction similar to the illustrated restriction 5322. In this example, restriction 5322 is optionally positioned such that there is some fluid line 34 volume downstream of restriction 5322. The restriction 5322 in the example embodiment is a portion of the fluid path that has a reduced cross-sectional area. In other examples, restriction 5322 can be an orifice or membrane that has one or more pores cut out, perforated, or otherwise increases resistance to the passage of liquid.

図21に示すように、流体ライン34内の液体5324は、制限部5322にまだ達していない。この時点で、流体ライン34を通る流体(たとえば、空気および液体の層状柱)の流量は比較的高い可能性がある。空気柱が排出されると、流体ライン34内の液体5324は、制限部5322に達することになる。この時点で、インピーダンスの変化のために、流量が低下する。サイクラが、インピーダンスが変化したと判断する際、幾分かの液体5324は流れ続ける。検出されると、ラインを通る液体の流れを停止するように、サイクラをプログラムすることができる。この時点で、図22に示すように、液体5324は、制限部5322の下流のライン34容積を含むライン34全体を実質的にプライミングしている。ユーザに対して、ライン34がプライミングされ、治療に備えてカテーテルまたは他のデバイスに接続する用意ができていることを通知するように、コントローラをプログラムすることができる。 As shown in FIG. 21, liquid 5324 within fluid line 34 has not yet reached restriction 5322. At this point, the flow rate of fluid (eg, stratified columns of air and liquid) through fluid line 34 may be relatively high. Once the air column is exhausted, liquid 5324 within fluid line 34 will reach restriction 5322. At this point, the flow rate decreases due to the change in impedance. When the cycler determines that the impedance has changed, some liquid 5324 continues to flow. Once detected, the cycler can be programmed to stop the flow of liquid through the line. At this point, as shown in FIG. 22, liquid 5324 has substantially primed the entire line 34, including the line 34 volume downstream of restriction 5322. The controller can be programmed to notify the user that line 34 is primed and ready to connect to a catheter or other device for treatment.

図23および図24は、流体ライン34、流体ラインコネクタ36および流体ラインキャップ5320の別の実施形態霊を示す。図示するように、流体ライン34または流体ラインコネクタ36には制限部がない。流体ラインキャップ5320は、流体ライン34用の栓として作用し、制限部5322を含む。実施形態例では、制限部5322は、流体ラインキャップ5320の栓部分の周囲に凹状に設けられた、切欠き、溝またはチャネルを含むことができる。制限部5322は、空気がプライミング中に比較的わずかな抵抗でラインから出るように圧送されるのを可能にするが、空気柱が完全に放出されると、液体の流れを妨げるような、サイズとすることができる。コントローラは、ライン34がプライミングされていると判断すると、その後、ユーザに対して、ラインキャップ5320を取り除き、流体ラインコネクタ36を体内留置カテーテルまたは他の同様のデバイスに取り付けるように指示することができる。 23 and 24 illustrate another embodiment of a fluid line 34, fluid line connector 36, and fluid line cap 5320. As shown, there are no restrictions on fluid line 34 or fluid line connector 36. Fluid line cap 5320 acts as a plug for fluid line 34 and includes a restriction 5322. In example embodiments, the restriction 5322 can include a notch, groove, or channel recessed around the bung portion of the fluid line cap 5320. Restriction 5322 is sized such that it allows air to be pumped out of the line with relatively little resistance during priming, but impedes liquid flow once the air column is fully discharged. It can be done. Once the controller determines that line 34 is primed, it can then instruct the user to remove line cap 5320 and attach fluid line connector 36 to an indwelling catheter or other similar device. .

図23に示すように、流体ライン34内の液体5324は、制限部5322にまだ達していない。この時点で、流体ライン34を通る流体(気体に液体を足したもの)の流量は、比較的高い可能性がある。流体ライン34内の液体5324が制限部5322に達すると、制限部5322を通る気体流と液体流との間のインピーダンス変化のために、流量が低下する。コントローラが、インピーダンスが変化したと判断する際、幾分かの液体5324は流れ続ける。検出されると、コントローラは、ラインを通る液体5324の流れを停止する。この時点で、図24に示すように、液体5324は、ライン34全体を実質的にプライミングしている。そして、コントローラは、ユーザに対して、ライン34がプライミングされ、ラインキャップ5320を取り除くことができることを通知することができる。キャップ5320が取り除かれると、圧送されたいかなる過剰な液体5324も、流体ラインキャップ5320の栓部分が以前占有していた流体ライン34の容積を充填することができる。別法として、キャップ5320が取り除かれたという信号をユーザから受け取るようにコントローラをプログラムすることができ、サイクラまたはポンプに対し、わずかな量の液体を、液体ライン34を下って前進させ、使用の前にライン34またはコネクタ36の先端部につぎ足すように、コントローラをプログラムすることができる。 As shown in FIG. 23, liquid 5324 within fluid line 34 has not yet reached restriction 5322. At this point, the flow rate of fluid (gas plus liquid) through fluid line 34 may be relatively high. When the liquid 5324 in the fluid line 34 reaches the restriction 5322, the flow rate decreases due to the impedance change between the gas flow and the liquid flow through the restriction 5322. When the controller determines that the impedance has changed, some liquid 5324 continues to flow. Once detected, the controller stops the flow of liquid 5324 through the line. At this point, liquid 5324 has substantially primed the entire line 34, as shown in FIG. The controller can then notify the user that line 34 has been primed and line cap 5320 can be removed. When the cap 5320 is removed, any excess liquid 5324 that has been pumped can fill the volume of the fluid line 34 previously occupied by the plug portion of the fluid line cap 5320. Alternatively, the controller can be programmed to receive a signal from the user that the cap 5320 has been removed, prompting the cycler or pump to advance a small amount of liquid down the liquid line 34 for use. The controller can be programmed to previously add to the tip of line 34 or connector 36.

図25は、栓または栓部分5500を備えた流体ラインキャップ5320の代表的な例を示す。図示するように、流体ラインキャップ5320は、流体ライン34の流体導管内に突出しその中にぴったり嵌まるようなサイズであり得る栓部分5500を含む。流体ラインキャップ5320の栓部分5500内に切欠きが設けられ、それは、流体ラインキャップ5320が流体ライン34またはラインコネクタ36の端部に設置されたときに制限部5322を生成する役割を果たす。図では、切欠きは、断面が実質的に三角形である。他の実施形態では、任意の好適な断面形状を使用することができる。たとえば、他の部分は中実である栓5500の長さを通る狭い内腔等、他の構成を使用することができる。また、図25に示すように、流体流路内に延在する栓部分5500の端部は、任意選択的に丸くする(またはテーパ状にする)ことができる。これにより、流体ライン34上に流体ラインキャップ5320を配置するのを容易にすることができる。 FIG. 25 shows a representative example of a fluid line cap 5320 with a bung or bung portion 5500. As shown, the fluid line cap 5320 includes a plug portion 5500 that may be sized to protrude and fit snugly within the fluid conduit of the fluid line 34. A notch is provided within the bung portion 5500 of the fluid line cap 5320, which serves to create a restriction 5322 when the fluid line cap 5320 is installed on the end of the fluid line 34 or line connector 36. In the figure, the notch is substantially triangular in cross-section. In other embodiments, any suitable cross-sectional shape may be used. Other configurations can be used, such as, for example, a narrow lumen through the length of the plug 5500, which is otherwise solid. Also, as shown in FIG. 25, the end of the plug portion 5500 that extends into the fluid flow path can optionally be rounded (or tapered). This may facilitate placement of fluid line cap 5320 over fluid line 34.

図26は、流体ラインキャップ5320の別の実施形態を示す。図25と同様に、流体ラインキャップ5320は、栓部分5500を含み、それは、流体ライン34の流体導管内に突出しかつその中にぴったりと嵌まるようなサイズであり得る。図26における制限部5322は、流体が、流体ライン34の流体導管から栓部分5500の内部を通り流体ラインコネクタ36の内部容積内に流れ込むのを可能にする流路である。図27に、例としての流体ラインキャップ5320の長手方向平面における断面図を示す。流路の断面積は、流体ライン34流体導管の断面積より小さい。 FIG. 26 shows another embodiment of a fluid line cap 5320. Similar to FIG. 25, the fluid line cap 5320 includes a plug portion 5500 that may be sized to protrude and fit snugly within the fluid conduit of the fluid line 34. Restriction 5322 in FIG. 26 is a flow path that allows fluid to flow from the fluid conduit of fluid line 34 through the interior of bung portion 5500 and into the interior volume of fluid line connector 36. FIG. 27 shows a cross-sectional view of an example fluid line cap 5320 in a longitudinal plane. The cross-sectional area of the flow path is smaller than the cross-sectional area of the fluid line 34 fluid conduit.

図28は、流体ライン34の流体ラインコネクタ36に設置された流体ラインキャップ5320の別の実施形態を示す。図29に示すように、図28の線28-28における断面、流体ラインコネクタ36は、流体ライン34の流体導管内に延在するセグメントを含む。流体ライン34のチューブを、流体ラインコネクタ36に固定する(たとえば、接着する、接合する、溶接する等)ことができる。流体ラインコネクタ36は、流体ライン34の流体導管から、流体ラインコネクタ36の一部として含まれるコネクタ取付具5502に通じる流路を含む。コネクタ取付具5502は、(たとえば、患者の体内留置カテーテルの)相補的なコネクタの協働する特徴と嵌合して、流体が部位(たとえば、腹膜腔または別の体腔)から送達されかつ/または引き出されるのを可能にすることができる。実施形態例では、ルアーロックが示されているが、多数の他の好適なコネクタまたは取付具のうちの任意のものを使用することができる。 FIG. 28 shows another embodiment of a fluid line cap 5320 installed on fluid line connector 36 of fluid line 34. FIG. As shown in FIG. 29, cross-sectionally at line 28-28 in FIG. 28, fluid line connector 36 includes a segment that extends into the fluid conduit of fluid line 34. As shown in FIG. The tubing of fluid line 34 may be secured (eg, glued, bonded, welded, etc.) to fluid line connector 36. Fluid line connector 36 includes a flow path from a fluid conduit of fluid line 34 to a connector fitting 5502 included as part of fluid line connector 36 . Connector fitting 5502 mates with cooperating features of a complementary connector (e.g., of a patient's indwelling catheter) to allow fluid to be delivered from the site (e.g., the peritoneal cavity or another body cavity) and/or It can be made possible to be drawn out. Although a Luer lock is shown in the example embodiment, any of numerous other suitable connectors or fittings may be used.

実施形態例におけるキャップは、栓部分5500を含む。栓部分5500は、流体ラインコネクタ36の流体経路内に延在するようなサイズである。実施形態例では、栓部分5500の直径は、流体ラインコネクタ36内の流路の直径より小さい。流体ラインキャップ5320の栓部分5500が流体ラインコネクタ36の流路内に設置されると、栓部分5500の外面と流路の内壁との間に小さい間隙が残る。したがって、栓部分5500は、流路の断面積を低減させる役割を果たし、制限部5322を生成する。 The cap in the example embodiment includes a stopper portion 5500. Bung portion 5500 is sized to extend into the fluid path of fluid line connector 36. In example embodiments, the diameter of plug portion 5500 is smaller than the diameter of the flow path within fluid line connector 36. When the plug portion 5500 of the fluid line cap 5320 is installed within the flow path of the fluid line connector 36, a small gap remains between the outer surface of the plug portion 5500 and the inner wall of the flow path. The plug portion 5500 therefore serves to reduce the cross-sectional area of the flow path, creating a restriction 5322.

上述したように、いくつかの実施形態では、栓部分5500の外面と流路の内壁との間の小さい間隙は、存在する必要はない。代わりに、栓部分5500は、流路にぴったりと嵌まることができる。流路の断面積を低減させかつ制限部を生成するように、栓部分5500の外面に切欠きを凹状に設けることができ、またはコネクタ内腔に挿入された他の部分は中実である栓が、制限された流路を生成するように狭い流路を含むことができる。 As mentioned above, in some embodiments, a small gap between the outer surface of the plug portion 5500 and the inner wall of the channel does not need to exist. Alternatively, the plug portion 5500 can fit snugly into the flow path. The outer surface of the bung portion 5500 may be recessed with a notch to reduce the cross-sectional area of the flow path and create a restriction, or the bung portion inserted into the connector lumen may be solid. may include a narrow flow path to create a restricted flow path.

一態様では、流路インピーダンスの変化は、ポンプカセットからの圧送ストロークの進行中の流量推定値に基づいて判断することができる。さらに、ストローク容積推定値を用いて、ポンプ室が空であることによる流量の変化と液体5324が流体ライン34の制限部5322に達することによる流量の変化とを識別することができる。ポンピングストロークの進行中の流量およびストローク容積の推定については、さらに後述する。 In one aspect, a change in flow path impedance can be determined based on an ongoing flow rate estimate of a pumping stroke from the pump cassette. Further, the stroke volume estimate can be used to distinguish between a change in flow rate due to an empty pump chamber and a change in flow rate due to liquid 5324 reaching restriction 5322 in fluid line 34 . Estimation of flow rate and stroke volume during the course of a pumping stroke is discussed further below.

いくつかの実施形態では、ストローク容積を推定するコントローラルゴリズムを用いて、全チャンバが流体ラインに送達される前にストロークを停止することができる。すなわち、ポンプダイヤフラム気体トローク終了に達するのを回避するように、プライミング中に部分送達ストロークを行うようにポンプに指示するように、コントローラをプログラムすることができる。これは、流量のいかなる低下も、ポンプダイヤフラムがポンプストローク終了において剛性ポンプ室壁に達することに起因しないことを確実にするのに役立つことができる。コントローラが、単位時間当たりに圧送される流体の容積が所定閾値を超えて低減したと判断すると、流体ライン34内の液体5324は、制限部5322に達したと想定することができ、ラインは、プライミングされたとみなすことができる。 In some embodiments, a controller algorithm that estimates stroke volume can be used to stop the stroke before all chambers are delivered to the fluid line. That is, the controller can be programmed to instruct the pump to perform a partial delivery stroke during priming to avoid reaching the end of the pump diaphragm gas stroke. This can help ensure that any reduction in flow rate is not due to the pump diaphragm reaching the rigid pump chamber wall at the end of the pump stroke. When the controller determines that the volume of fluid pumped per unit time has decreased by more than a predetermined threshold, it can be assumed that the liquid 5324 in the fluid line 34 has reached the restriction 5322 and the line is It can be considered as primed.

他の実施形態では、コントローラは、流量の不連続性が検出されるまで、ポンプに対して流体を圧送するように指示することができる。不連続性が検出された時点で、コントローラは、ポンピング装置(たとえば、サイクラ)に対して、複式ポンプカセットの別のポンプ室から少量の流体を送達するように試みるように指示することができる。流れの不連続性が、ポンプダイヤフラム気体トローク終了に達したことによる場合、他のチャンバからの流れは、第1チャンバからの終了流量より大きいはずである。不連続性が、プライミングされたライン状態による場合、他のチャンバからの流量は、第1チャンバからの終了流量と同様となる。したがって、装置コントローラは、ラインがプライミングされたと判断することができる。 In other embodiments, the controller can direct the pump to pump fluid until a discontinuity in flow rate is detected. Once a discontinuity is detected, the controller can instruct the pumping device (eg, a cycler) to attempt to deliver a small amount of fluid from another pump chamber of the dual pump cassette. If the flow discontinuity is due to reaching the end of the pump diaphragm gas stroke, then the flow from the other chambers should be greater than the end flow rate from the first chamber. If the discontinuity is due to a primed line condition, the flow rate from the other chambers will be similar to the ending flow rate from the first chamber. Therefore, the device controller can determine that the line has been primed.

いくつかの実施形態では、流体ライン34に対する名目内部管容積を求めることができる。そして、コントローラは、ライン34を下ってプライミングされた流体の容積が名目管容積の1つのチャンバ容積の範囲内になるまで、ポンプに対して、ライン34を下って流体を移動させるように指示することができる。ライン34の残りの容積が、フルポンプストロークの容積未満であると判断されると、コントローラは、次の流量不連続性を、プライミング済み状態を示すものとして登録することができる。 In some embodiments, a nominal internal tube volume for fluid line 34 may be determined. The controller then directs the pump to move fluid down line 34 until the volume of fluid primed down line 34 is within one chamber volume of the nominal tube volume. be able to. Once the remaining volume in line 34 is determined to be less than the volume of a full pump stroke, the controller may register the next flow discontinuity as indicative of a primed condition.

ライン34の名目内部容積は、使用されているセットのタイプに基づいて求めることができる。たとえば、小児用セットは、成人用セットより小さい内部管容積を有することができる。いくつかの実施形態では、装置コントローラは、光学センサを介してこの情報を求めることができる。いくつかの実施形態では、セットは、ポンピング装置またはサイクラのカメラが読み取ることができるバーコードまたはデータマトリックスを含むことができ、符号化された情報により、コントローラは、設置されたセットのタイプを判断することができる。カメラからの入力を受け取るコントローラはまた、セットの一部の異なる特徴または幾何学的形状を検出することができる場合もある。たとえば、流体ラインコネクタ36は、上述したように流体ライン検出器1000によって検出可能な、一意の検出可能幾何学的形状を有することができる。別法として、ユーザは、ポンピング装置のユーザインターフェースにおいて、使用中の管またはポンプカセットのタイプに関する情報を手動で入力することができる。 The nominal internal volume of line 34 can be determined based on the type of set being used. For example, a pediatric set may have a smaller internal tube volume than an adult set. In some embodiments, the device controller can determine this information via optical sensors. In some embodiments, the set can include a bar code or data matrix that can be read by a camera on the pumping device or cycler, and the encoded information allows the controller to determine the type of set installed. can do. A controller that receives input from a camera may also be able to detect different features or geometries of the part of the set. For example, fluid line connector 36 can have a unique detectable geometry that is detectable by fluid line detector 1000 as described above. Alternatively, the user may manually enter information regarding the type of tubing or pump cassette in use at the pumping device's user interface.

ラインプライミング
ラインプライミングラインをプライミングするために必要な時間を低減させるために、重力に基づく流れが仕事を達成するのを可能にするのではなく、ポンピング装置がラインを能動的にプライミングすることが好ましい場合がある。標準的な手順である重量に基づくプライミングでは、ラインを通る流体流は、プライミング流体が保管されるリザーバの頭高によって決まる。プライミング中にラインを通る流体の流量は、プライミング流体リザーバの頭高が高くなると増大する。1つまたは複数のポンプを使用することによってラインを能動的にプライミングすることにより、リザーバが固定位置にあり続けながら、ポンピング装置またはサイクラがリザーバに対するさまざまな頭高をシミュレーションすることができる。流体ポンプが、空気圧式に駆動されるポンプ室を含む場合、膜を介してポンプ室に加えられる空気圧の量により、プライミングリザーバを再配置することなく流量を所望の値に制御することができる。流体リザーバを再配置する必要をなくすことが、ポンピングまたは透析システムを小型に維持するのに役立ち、ユーザに対する設定の負担を低減し、流体ラインの比較的高速なプライミングを可能にする。
Line Priming Line Priming To reduce the time required to prime a line, it is preferred that the pumping device actively prime the line rather than allowing gravity-based flow to accomplish the work. There are cases. In weight-based priming, which is a standard procedure, fluid flow through the line is determined by the head height of the reservoir in which the priming fluid is stored. The flow rate of fluid through the line during priming increases as the head height of the priming fluid reservoir increases. Actively priming the line by using one or more pumps allows the pumping device or cycler to simulate different head heights relative to the reservoir while the reservoir remains in a fixed position. If the fluid pump includes a pneumatically driven pump chamber, the amount of air pressure applied to the pump chamber through the membrane allows the flow rate to be controlled to the desired value without repositioning the priming reservoir. Eliminating the need to relocate fluid reservoirs helps keep the pumping or dialysis system compact, reduces the setup burden on the user, and allows for relatively fast priming of fluid lines.

ポンプカセットの流路およびチャンバが流体でプライミングされるべきであるいくつかの実施形態では、プライミングは2つ以上の段階で行うことができる。第1段階では、第2または後続する段階より低い有効頭高で(たとえば、低いポンプ圧でまたは受動的重力流により)ラインをプライミングすることができる。比較的高い流量の乱流により、ポンプカセットのさまざまな位置または凹部に気泡またはポケットが導入されるかまたは閉じ込められることになる可能性がある。この問題は、ポンプカセットを低速にプライミングすることができるようにし、その後、流体がカセットの下流の流体ラインに達するとより迅速なプライミングプロセスに進むことにより、緩和することができる。第1段階の長さは、試験を通して、またはプライミングリザーバからカセットまたは取り付けられた流体ラインに移動した流体容積の量の測定により、経験的に事前に確定することができる。 In some embodiments where the channels and chambers of the pump cassette are to be primed with fluid, priming can occur in two or more stages. The first stage may prime the line (eg, with lower pump pressure or with passive gravity flow) at a lower effective head height than the second or subsequent stage. Turbulent flow at relatively high flow rates can result in air bubbles or pockets being introduced or trapped in various locations or recesses of the pump cassette. This problem can be alleviated by allowing the pump cassette to be primed slowly and then proceeding to a more rapid priming process once the fluid reaches the fluid line downstream of the cassette. The length of the first stage can be predetermined empirically through testing or by measuring the amount of fluid volume transferred from the priming reservoir to the cassette or attached fluid line.

気泡形成または閉じ込めの低減ことは、ラインプライミングセンサが気泡を検出し、コントローラに対してプロセスを停止しユーザ警告を発するように誘導することができることを含む、複数の理由のために望ましい。 Reducing air bubble formation or entrapment is desirable for multiple reasons, including the ability of line priming sensors to detect air bubbles and direct the controller to stop the process and issue a user alert.

第1プライミング段階の持続時間は、使用されているカセットのタイプ(ポンプおよび弁の数、流路の複雑性)と、その内部流体路およびポンプ室の容積によって決まる可能性がある。好ましくは、プライミングは、流体が、カセットからの空気を底部から頂部に押しのけることができるように、かつ封入された空気の大部分またはすべてが、取り付けられた流体ライン内に押し込まれ、その後、雰囲気中に放出されることを確実にするように十分低速な流量で行われる。 The duration of the first priming phase may depend on the type of cassette used (number of pumps and valves, complexity of flow paths) and the volume of its internal fluid path and pump chamber. Preferably, the priming is such that the fluid is able to displace air from the cassette from the bottom to the top, and that most or all of the enclosed air is forced into the attached fluid line and then removed from the atmosphere. This is done at a flow rate slow enough to ensure that it is released into the air.

図30は、コントローラを使用して2つの段階を用いてカセットおよび取り付けられたラインのプライミングを制御することができる複数のステップを詳述するフローチャートを示す。例では、プライミングされるラインは、ポンプカセットから患者まで延在する患者ラインである。図示するステップは、他の流体ラインのプライミングに対して容易に一般化することができる。図示するように、ステップ5570において、サイクラは、流体を、カセットを通してライン内に重力供給することによって、患者ラインのプライミングを開始する。実施形態例では、プライミングリザーバはヒータバッグである。患者ラインとヒータバッグとの間に開放流路が生成されるようにカセットの弁を制御することにより、自由流を達成することができる。 FIG. 30 shows a flowchart detailing several steps in which a controller can be used to control priming of a cassette and attached lines using two stages. In the example, the line being primed is a patient line extending from the pump cassette to the patient. The illustrated steps can be easily generalized to priming other fluid lines. As shown, in step 5570, the cycler begins priming the patient line by gravity feeding fluid into the line through the cassette. In example embodiments, the priming reservoir is a heater bag. Free flow can be achieved by controlling the valves of the cassette to create an open flow path between the patient line and the heater bag.

ステップ5570においてプライミング動作を開始すると、コントローラは、第1プライミング段階に対してタイマーを始動することができる。第1プライミング段階の持続時間は、カセット内のいかなる空気もカセットから出て患者ライン内に流れ込んだことを確実にするのに十分であるように、試験を通して経験的に求めることができる。図3に示すカセットの例を用いると、この持続時間は、1秒間~3秒間の範囲であり得る。一実施形態では、タイマーは、約1.6秒間に設定することができる。タイマーを使用するのではなく、所定容積の流体がプライミングリザーバから運ばれたときの第1プライミング段階からの移行を使用する制御システム実施形態では、所定容積は、図3に示すカセット例を考慮すると、およそ1ml~3mlになる可能性がある。 Upon initiating the priming operation in step 5570, the controller may start a timer for the first priming phase. The duration of the first priming phase can be determined empirically through testing to be sufficient to ensure that any air within the cassette has flowed out of the cassette and into the patient line. Using the example cassette shown in Figure 3, this duration can range from 1 second to 3 seconds. In one embodiment, the timer can be set to about 1.6 seconds. In control system embodiments that do not use a timer, but rather use a transition from the first priming stage when a predetermined volume of fluid is delivered from the priming reservoir, the predetermined volume is , which can be approximately 1 ml to 3 ml.

タイマーが経過した(または、所定容積が運ばれた)とき、ポンピング装置またはサイクラはステップ5572に進み、能動的にラインのプライミングを開始することができる。好ましくは、ステップ5572は、ステップ5570より高速な流量でラインをプライミングする。サイクラは、プライミングセンサが、ラインが完全プライミング状態に達したことを示すまで、患者ラインを能動的にプライミングし続けることができる。いくつかの実施形態では、その後、コントローラは、ユーザに対して、ユーザインターフェースにおいて、プライミングが完了し、プライミング済みラインが接続される用意ができていることを通知することができる。 When the timer expires (or the predetermined volume has been delivered), the pumping device or cycler can proceed to step 5572 and begin actively priming the line. Preferably, step 5572 primes the line with a faster flow rate than step 5570. The cycler can continue to actively prime the patient line until the priming sensor indicates that the line has reached a fully primed condition. In some embodiments, the controller may then notify the user in the user interface that priming is complete and the primed line is ready to be connected.

セット装填および動作
図31(37)は、図1AのAPDシステム10の斜視図を示し、サイクラ14のドア141が開放位置まで下げられ、カセット24用の取付位置145および溶液ライン30のキャリッジ146を露出している(この実施形態では、ドア141は、ドア141の下部でヒンジによってサイクラハウジング82に取り付けられている)。セット12を装填するとき、カセット24は、膜15およびカセット24のポンプ室側が上方に面する状態で取付位置145に配置され、ポンプ室と弁ポートに関連づけられた膜15の部分は、ドア141が閉鎖されたときに、サイクラ14の制御面148と相互作用することができる。取付位置145は、ベース部材18の形状と一致するような形状とすることができ、それにより、カセット24の取付位置145における適切な向きが確実になる。この例示的な実施形態では、カセット24および取付位置145は、カセット24を取付位置145に適切な向きで配置することをユーザに要求するか、または、ドア141が閉鎖しないように、大きい半径の単一のコーナを含む概して矩形の形状を有している。しかしながら、カセット24および/または取付位置145に対する他の形状または向きの特徴も可能であることが理解されるべきである。
Set Loading and Operation FIG. 31 (37) shows a perspective view of the APD system 10 of FIG. exposed (in this embodiment, door 141 is attached to cycler housing 82 by a hinge at the bottom of door 141). When loading the set 12, the cassette 24 is placed in the mounting position 145 with the membrane 15 and the pump chamber side of the cassette 24 facing upward, and the portion of the membrane 15 associated with the pump chamber and valve port is located at the door 141. can interact with control surface 148 of cycler 14 when closed. Attachment location 145 may be shaped to match the shape of base member 18, thereby ensuring proper orientation of cassette 24 at attachment location 145. In this exemplary embodiment, the cassette 24 and mounting location 145 have a large radius that requires the user to place the cassette 24 in the mounting location 145 in the proper orientation or the door 141 does not close. It has a generally rectangular shape with a single corner. However, it should be understood that other shape or orientation features for cassette 24 and/or mounting location 145 are also possible.

本発明の態様によれば、カセット24が取付位置145に配置されるとき、患者ライン34、排液ライン28およびヒータバッグライン26は、図31に示すようにドア141のチャネル40を通して左側に通される。ガイド41または他の特徴を含むことができるチャネル40は、患者ライン34、排液ライン28およびヒータバッグライン26を保持することができ、それにより、オクルーダ147が、流れのためにラインを選択的に開閉することができる。ドア141が閉鎖すると、オクルーダ147は、患者ライン34、排液ライン28およびヒータバッグライン26のうちの1つまたは複数をオクルーダ止め具29に対して押し付けることができる。概して、サイクラ14が動作している(かつ適切に動作している)とき、オクルーダ147は、ライン34、28および26を通る流れを可能にすることができるが、サイクラ14の電源が落とされた(かつ/または適切に動作していない)とき、ラインを閉塞することができる。ラインの閉塞は、ラインを押圧するか、またはラインにおける流路を閉鎖するようにラインを挟むことによって行うことができる。好ましくは、オクルーダ147は、少なくとも患者ライン34および排液ライン28を選択的に閉塞することができる。 According to aspects of the invention, when cassette 24 is placed in mounting position 145, patient line 34, drain line 28 and heater bag line 26 are routed to the left through channel 40 of door 141 as shown in FIG. be done. Channel 40, which may include guides 41 or other features, may hold patient line 34, drainage line 28, and heater bag line 26 such that occluder 147 selectively routes the lines for flow. Can be opened and closed. When door 141 is closed, occluder 147 can force one or more of patient line 34 , drain line 28 , and heater bag line 26 against occluder stop 29 . In general, occluder 147 can allow flow through lines 34, 28, and 26 when cycler 14 is operating (and operating properly), but when cycler 14 is powered down. (and/or not operating properly), the line can be occluded. Closing the line can be done by pushing on the line or pinching the line to close the flow path in the line. Preferably, occluder 147 is capable of selectively occluding at least patient line 34 and drain line 28.

カセット24が取り付けられ、ドア141が閉鎖されると、カセット24のポンプ室側および膜15を、たとえば、空気袋、ばね、または取付位置145と制御面148との間でカセット24を圧迫する、取付位置145の後方のドア141の他の適切な構成によって、制御面148と接触するように押圧することができる。カセット24をこのように収容することにより、膜15および16を、壁およびベース部材18の他の特徴部と接触するように押圧することができ、それにより、要求に応じてカセット24のチャネルおよび他の流路を隔離する。制御面148は、可撓ガスケットまたは膜、たとえば、1枚のシリコーンゴム、または膜15に関連づけられた他の材料を含むことができ、膜15の一部を選択的に移動させて、ポンプ室181の圧送作用とカセット24の弁ポートの開閉とをもたらすることができる。制御面148を、膜15のさまざまな部分に関連づけることができ、たとえば、互いに密着するように配置することができ、それにより、膜15の一部は、制御面148の対応する部分の移動に応じて移動する。たとえば、膜15および制御面148を互いに近接して配置することができ、制御面148に好適に配置された真空ポートを通じて、好適な真空(または周囲に対して低い圧力)を導入し、膜15と制御面148との間で維持することができ、それにより、膜15および制御面148は、弁ポートを開閉させ、かつ/または、少なくとも、圧送作用をもたらす移動を必要とする膜15の領域において、本質的に互いに貼り付けられる。別の実施形態では、膜15および制御面148を、互いに接着するか、または他の方法で好適に関連づけられることができる。 When the cassette 24 is installed and the door 141 is closed, the pump chamber side of the cassette 24 and the membrane 15 are compressed, e.g. by an air bladder, a spring, or by compressing the cassette 24 between the mounting location 145 and the control surface 148. Other suitable configurations of the door 141 behind the mounting location 145 can be pressed into contact with the control surface 148. By housing cassette 24 in this manner, membranes 15 and 16 can be pressed into contact with the walls and other features of base member 18, thereby allowing the channels of cassette 24 and Isolate other flow paths. The control surface 148 can include a flexible gasket or membrane, such as a piece of silicone rubber, or other material associated with the membrane 15, to selectively move a portion of the membrane 15 into the pump chamber. The pumping action of 181 and the opening and closing of the valve ports of cassette 24 can be effected. The control surface 148 can be associated with different portions of the membrane 15 and, for example, can be arranged in close contact with each other, such that portions of the membrane 15 are sensitive to the movement of corresponding portions of the control surface 148. Move accordingly. For example, membrane 15 and control surface 148 can be placed in close proximity to each other, and a suitable vacuum (or low pressure relative to the surroundings) can be introduced through a vacuum port suitably placed on control surface 148 to and a control surface 148 such that the membrane 15 and control surface 148 can be maintained between the membrane 15 and the control surface 148 to open or close the valve port and/or at least to the area of the membrane 15 that requires movement to effect the pumping action. are essentially pasted together. In another embodiment, membrane 15 and control surface 148 can be adhered to each other or otherwise suitably associated.

いくつかの実施形態では、ポンプ室および/または弁の上に重なる対応するカセット膜に面する制御面148またはガスケットの表面は、テクスチャ加工されるかまたは粗化されている。テクスチャ加工により、ガスケットが対応するカセット膜の表面に対して引っ張られるとき、ガスケットの表面に沿って水平にまたは接線方向に複数の小さい通路がもたらされる。これにより、テクスチャ位置においてガスケット表面とカセット膜表面との間において排気を促進することができる。それはまた、ガスケットと膜との間の空気の閉じ込められるポケットを最小限にすることにより、(たとえば、別の場所で記載したFMS手順における等)圧力-容積関係を用いて、ポンプ室容積確定の正確さを向上させることも可能である。それはまた、ガスケットとカセット膜との間のあり得る空間内に漏れる可能性があるいかなる液体の検出も促進することができる。実施形態では、ポンプ膜および弁膜の位置に対応するガスケットの部分を形成しない、ガスケット型の部分をマスクすることにより、達成することができる。その後、ガスケット型の非マスク部分に、Mold-Tech(登録商標)テクスチャ加工および化学彫刻プロセス等、化学彫刻プロセスを施すことができる。テクスチャ加工は、たとえば、サンドブラスト、レーザエッチング等、多数の他のプロセスのうちの任意のものにより、または放電加工を用いる型製造プロセスを用いることにより、達成することも可能である。 In some embodiments, the surface of the control surface 148 or gasket that faces the corresponding cassette membrane overlying the pump chamber and/or valve is textured or roughened. The texturing provides a plurality of small passages horizontally or tangentially along the surface of the gasket as the gasket is pulled against the surface of the corresponding cassette membrane. Thereby, exhaust can be promoted between the gasket surface and the cassette membrane surface at the textured position. It also allows for the determination of pump chamber volume using pressure-volume relationships (such as in the FMS procedure described elsewhere) by minimizing trapped pockets of air between the gasket and membrane. It is also possible to improve accuracy. It can also facilitate the detection of any liquid that may leak into the possible space between the gasket and the cassette membrane. In embodiments, this can be achieved by masking parts of the gasket type that do not form parts of the gasket that correspond to the positions of the pump membrane and valve leaflets. The non-masked portions of the gasket mold can then be subjected to a chemical engraving process, such as the Mold-Tech® texturing and chemical engraving process. Texturing can also be accomplished by any of a number of other processes, such as sandblasting, laser etching, or by using a mold making process using electrical discharge machining.

図32は、カセット24のポンプ室側(例えば、図6に示される)と相互作用して、カセット24内で流体ポンピングおよび流路制御を引き起こすサイクラ14の制御ガスケット148の平面図を示す。シリコーンゴムのシートを含み得る制御ガスケット148は、停止時に、概して平坦であり得る。弁制御領域1481は、例えば、シート表面内またはシート表面上のスコアリング、溝、リブまたは他の特徴によって、制御ガスケット148で定義されてもよく(または定義されなくてもよく)、概してシートの平面を横切る方向に可動または弾性変形可能/伸縮可能であるように配置され得る。内向き/外向きに移動することにより、弁制御領域1481は、カセット24上の膜15の関連部分を動かして、カセット24のそれぞれの弁ポート184、186、190および192、それによりカセット24の制御硫を開閉することができる。2つのより大きな領域、ポンプ制御領域1482は、同様に、ポンプ室181と協働する膜15の関連する成形部分151を動かすように移動可能であり得る。膜15の成形部分151と同様に、ポンプ制御領域1482は、該制御領域1482がポンプ室181内に延びる際に、ポンプ室181の形状に対応するように成形され得る。このように、ポンプ制御領域1482における制御シートまたはガスケット148の部分は、ポンピング操作中に必ずしも引き伸ばされたり、弾力的に変形したりする必要はない。 FIG. 32 shows a top view of the control gasket 148 of the cycler 14 that interacts with the pump chamber side of the cassette 24 (eg, shown in FIG. 6) to cause fluid pumping and flow path control within the cassette 24. Control gasket 148, which may include a sheet of silicone rubber, may be generally flat when stopped. Valve control region 1481 may (or may not) be defined in control gasket 148, for example by scoring, grooves, ribs or other features in or on the seat surface, and generally It may be arranged to be movable or elastically deformable/stretchable in a direction transverse to the plane. By moving inwardly/outwardly, the valve control region 1481 moves the relevant portion of the membrane 15 on the cassette 24 to control the respective valve ports 184 , 186 , 190 and 192 of the cassette 24 and thereby the cassette 24 . Control sulfur can be opened and closed. The two larger regions, pump control region 1482, may likewise be movable to move the associated molded portion 151 of membrane 15 cooperating with pump chamber 181. Similar to the shaped portion 151 of the membrane 15, the pump control region 1482 may be shaped to correspond to the shape of the pump chamber 181 as the control region 1482 extends into the pump chamber 181. In this manner, the portion of the control sheet or gasket 148 in the pump control region 1482 does not necessarily need to be stretched or resiliently deformed during the pumping operation.

典型的には、制御ガスケット148は、それが型から容易に形成され得るように、単一の材料から構成される。ガスケット148の平坦な部分は、カセット膜15をカセットの境界壁または周囲壁に対して圧縮および密封するのに役立ち、カセット24が制御面/ガスケット148およびその支持嵌合ブロックに押し付けられると、カセット24内の液体流路を密封する。同様に、カセット24が制御面/ガスケット148に押し付けられると、流体制御ポート173A、173Cは互いに密封することができ、その結果、制御室171A、および2746は、正または負の空気圧で個別におよび独立して加圧され得る。 Typically, control gasket 148 is constructed from a single material so that it can be easily formed from a mold. The flat portion of gasket 148 serves to compress and seal the cassette membrane 15 against the boundary or peripheral wall of the cassette, and when the cassette 24 is pressed against the control surface/gasket 148 and its supporting mating block, the cassette The liquid flow path within 24 is sealed. Similarly, when cassette 24 is pressed against control surface/gasket 148, fluid control ports 173A, 173C can be sealed to each other such that control chambers 171A, 2746 can be individually and Can be independently pressurized.

あるいは、ポンプ制御領域1482および弁制御領域1481などの制御ガスケット148の可動部分は、ガスケット148の平坦部分とは異なる厚さ、弾性および/またはデュロメータ値を有する材料を含み得る。異なる材料は、成形またはオーバーモールド操作で一緒に融合するか、一緒に溶剤結合するか、接着剤を使用して取り付けることができる。ガスケット148のポンプ制御領域1482および弁制御領域1482は、好ましくは、カセット膜15の関連するポンプおよび弁部分を所定量だけ移動させるために、正または負の作動圧力に応答してそれらの適切な移動を可能にする厚さおよび弾性のエラストマー材料で構成される。 Alternatively, the movable portions of control gasket 148, such as pump control region 1482 and valve control region 1481, may include a material that has a different thickness, elasticity, and/or durometer value than the flat portions of gasket 148. The different materials can be fused together in a molding or overmolding operation, solvent bonded together, or attached using adhesives. Pump control region 1482 and valve control region 1482 of gasket 148 preferably operate in their appropriate positions in response to positive or negative actuation pressure to move the associated pump and valve portions of cassette membrane 15 a predetermined amount. Constructed of a thick and elastic elastomeric material that allows movement.

領域1481および1482の各々は、関連する真空または導出ポート1483を有することができ、それを使用して、たとえば、カセット24がサイクラ14内に装填され、ドア141が閉じられた後、カセット24の膜15とサイクラ14の制御面148との間に存在する可能性があるいかなる空気または他の流体のすべてまたは実質的にすべてをも取り除くことができる。これは、制御領域1481および1482との膜15の密な接触を確実にするのに役立ち、ポンプ動作および/またはさまざまな弁ポートの開/閉状態によって所望の容積の送達を制御するのに役立つことができる。真空ポート1482は、制御面148がカセット24の壁または他の比較的剛性のある特徴と接触するように王タスされない位置に形成される。たとえば、本発明の一態様によれば、カセットのポンプ室の一方または両方は、ポンプ室に隣接して形成された真空通気間隙領域を含むことができる。図3および図6に示すようなこの例示的な実施形態では、ベース部材18は、ポンプ室181を形成する楕円形状のくぼみに隣接しかつその外側の真空通気ポート間隙または拡張機構182(たとえば、ポンプ室に流体接続される凹状領域)を含むことができ、それにより、ポンプ制御領域1482のための真空通気ポート1483が、妨げなしに、膜15と制御面148との間から(たとえば、膜15の破裂によって)いかなる空気または流体も取り除くことができる。拡張機構は、ポンプ室181の外周部内に位置することも可能である。しかしながら、ポンプ室181の外周部の外側に通気ポート機構182を配置するにより、液体を圧送するためにポンプ室容積のより多くを確保することができ、たとえば、ポンプ室181の最大設置面積を、透析液を圧送するために使用することができる。好ましくは、拡張機構182は、ポンプ室181に対して垂直方向に下方の位置に配置され、それにより、膜15と制御面148との間で漏れるいかなる液体も、可能な限り早急に真空ポート1483を通して引き出される。同様に、弁1481に関連づけられた真空ポート1483は、好ましくは、弁1481に対して垂直方向に下方の位置に配置される。 Each of regions 1481 and 1482 can have an associated vacuum or evacuation port 1483 that can be used, for example, to remove the cassette 24 after it has been loaded into the cycler 14 and the door 141 has been closed. All or substantially all of the air or other fluid that may be present between the membrane 15 and the control surface 148 of the cycler 14 may be removed. This helps to ensure intimate contact of the membrane 15 with the control regions 1481 and 1482 and helps to control the delivery of the desired volume by pumping and/or open/closed states of the various valve ports. be able to. Vacuum port 1482 is formed in a location where control surface 148 is not forced into contact with a wall or other relatively rigid feature of cassette 24. For example, in accordance with one aspect of the invention, one or both of the pump chambers of the cassette may include a vacuum vent gap region formed adjacent to the pump chamber. In this exemplary embodiment, as shown in FIGS. 3 and 6, the base member 18 includes a vacuum vent port gap or expansion feature 182 (e.g., a recessed region fluidly connected to the pump chamber) such that a vacuum vent port 1483 for the pump control region 1482 can be unobstructed from between the membrane 15 and the control surface 148 (e.g., through the membrane 15) any air or fluid can be removed. The expansion mechanism can also be located within the outer periphery of the pump chamber 181. However, by arranging the ventilation port mechanism 182 outside the outer periphery of the pump chamber 181, more of the pump chamber volume can be secured for pumping liquid, and, for example, the maximum footprint of the pump chamber 181 can be Can be used to pump dialysate. Preferably, the expansion mechanism 182 is located in a vertically downward position with respect to the pump chamber 181 so that any liquid leaking between the membrane 15 and the control surface 148 is directed to the vacuum port 1483 as soon as possible. drawn out through. Similarly, vacuum port 1483 associated with valve 1481 is preferably positioned vertically downward relative to valve 1481.

図33A~Cは、制御ガスケット148が、制御ガスケット148のベース要素1480とその弁およびポンプ制御領域1481、1482の作動部分との間に丸みを帯びた遷移を有するように任意選択で構築または成形され得ることを示す。これらの接合部またはチャネル1491および1492。ベースエレメント1480から弁制御領域1481およびポンプ制御領域1482にそれぞれ移行するために、小さな半径で成形することができる。丸みを帯びたまたは滑らかな遷移は、制御ガスケット148を含む材料の早期疲労および破壊を防止するのに役立ち、その寿命を改善し得る。オプションの実施形態では、ラジアルチャネル1484は、真空ポート1483からポンプ制御領域1482および弁制御領域1481に通じており、遷移機能に対応するためにいくらか長くする必要がある場合がある。接合部またはチャネル1491および1492は、真空チャネルとして機能し、圧力送達ブロックを介して加えられる真空を、ポンプ制御領域1482および弁制御領域1481と、カセット膜15の対応するポンプおよび弁部分との間の潜在的な空間に伝達および分配する。必要に応じて、カセットを圧力送達ブロックから分離するのを助けるために、これらの真空チャネルを任意選択で使用して、ガスケット制御領域と対応するカセット膜領域との間の潜在的な空間に正圧を伝達することもできる。例示的な真空チャネル1491および1492は、ガスケット148のポンプ制御領域1482または弁制御領域1481の周辺または周囲に沿って走り、真空のより均一な適用を可能にするのに役立つ。 33A-C show that the control gasket 148 is optionally constructed or shaped to have a rounded transition between the base element 1480 of the control gasket 148 and the actuating portions of its valve and pump control regions 1481, 1482. Show that it can be done. These junctions or channels 1491 and 1492. A small radius can be formed for the transition from the base element 1480 to the valve control area 1481 and pump control area 1482, respectively. Rounded or smooth transitions may help prevent premature fatigue and failure of the material containing control gasket 148 and improve its life. In an optional embodiment, radial channel 1484 leads from vacuum port 1483 to pump control region 1482 and valve control region 1481 and may need to be somewhat longer to accommodate transition functions. Junctions or channels 1491 and 1492 act as vacuum channels to direct vacuum applied through the pressure delivery block between pump control region 1482 and valve control region 1481 and the corresponding pump and valve portions of cassette membrane 15. communicate and distribute into the potential space of. If necessary, these vacuum channels can optionally be used to directly fill the potential space between the gasket control area and the corresponding cassette membrane area to help separate the cassette from the pressure delivery block. It can also transmit pressure. Exemplary vacuum channels 1491 and 1492 run around or around the pump control region 1482 or valve control region 1481 of gasket 148 and help enable more uniform application of vacuum.

必須ではないが、これらの真空チャネル1491および1492は、例えば図33A-Cに示されるように、任意選択で、ガスケット148のポンプおよび弁制御領域の周囲の円周に沿って延びることができる。ガスケット148のポンプ制御領域1482またはバルブ制御領域1481のいずれかについて、特定の制御領域に対応するチャネル1484は、近くのガスケット真空ポート1483を、その関連するガスケット制御領域の周囲に沿って延びるチャネル1491または1492に接続するように半径方向に配向され得る。真空チャネル1491、1492は、制御領域の表面全体に真空を均一に適用することを確実にするために、関連するポンプまたは弁制御領域を完全に取り囲む必要はないが、周方向の配置は、ガスケット148のベース要素1480と、ガスケット制御領域1481または1482の本体間の柔軟な機械的遷移を提供する目的にも役立つ。 Although not required, these vacuum channels 1491 and 1492 can optionally extend circumferentially around the pump and valve control areas of gasket 148, as shown, for example, in FIGS. 33A-C. For either pump control region 1482 or valve control region 1481 of gasket 148, channels 1484 corresponding to a particular control region connect nearby gasket vacuum ports 1483 to channels 1491 that extend around the perimeter of its associated gasket control region. or 1492. Although the vacuum channels 1491, 1492 do not need to completely surround the associated pump or valve control area to ensure uniform application of vacuum across the surface of the control area, the circumferential arrangement may It also serves the purpose of providing a flexible mechanical transition between the base element 1480 of 148 and the body of the gasket control region 1481 or 1482.

カセット24の反対側の制御面148の側、たとえば、制御面148を形成するゴム製シートの背面において、空気圧および/または容積を制御することによって、制御領域1481および1482を移動させることができる。たとえば、図34~35に示すように、制御面148の背面に、各制御領域1481、1482に関連して配置された制御室またはくぼみ171Aと、各制御領域1482に関連して配置されかつ互いから隔離された(または、望ましい場合は少なくとも互いから独立して制御することができる)制御室またはくぼみ171Bとを含む、嵌合または圧力送達ブロック170を接するように配置することができる。嵌合または圧力送達ブロック170の表面は、カセット24が、嵌合ブロック170が背面に接する制御面148に動作的に関連するように押圧されるとき、カセット24と嵌合インタフェースを形成する。したがって、嵌合ブロック170の制御室またはくぼみは、カセット24の相補的な弁またはポインピングチャンバに結合され、嵌合ブロック170に隣接する制御面148の制御領域1481および1482、ならびにカセット24に隣接する膜15の関連する領域(成形部分151等)を挟装する。空気または他の制御流体は、領域1481、1482に対する嵌合ブロック170の制御室またはくぼみ171A、171Bを出入りして移動することができ、それにより、要求に応じて制御領域1481および1482を移動させて、カセット24の弁ポートを開閉し、かつ/または、ポンプ室181におけるポンプ作用を行う。図34~35に示した実施形態では、制御室171Aは、ガスケット148の弁制御領域1481のそれぞれを裏打ちする円筒形の領域または凹部として配置され得る。ガスケット148の弁制御領域1481の1つの構成において(例えば、図33A~Cを参照のこと)、弁制御領域1481の表面は、ガスケット148の全表面よりわずかに高くなり、弾性変形可能な制御領域をカセット24の対応する弁座に向けてバイアスする。したがって、弁制御領域1481に対して加えられた正の空気圧は、カセット24の膜15を弁座に対してシールする方向にバイアスされる。他方、隣接するカセット膜15を弁座から持ち上げるために弁制御領域1481に加えられる負圧の少なくとも一部は、制御ガスケット148の偏った弁制御領域1481を克服するために費やされ得る。また、ガスケット148が下にある嵌合ブロック170に対して配置されると、制御領域1481のドームの下の空間1478が制御室171Aと結合して、制御領域1481をカセット24の弁座に向かってまたはそれから離れて動かすために正または負に加圧される総制御容積になることも明らかである。加圧する必要のある総制御容積の量は、ガスケットの弁制御領域1481の形状および構成に基づいて変化する(例えば、カセット24に向かって凸状対凹状)。 Control areas 1481 and 1482 can be moved by controlling air pressure and/or volume on the opposite side of control surface 148 of cassette 24, for example on the back of the rubber sheet forming control surface 148. For example, as shown in FIGS. 34-35, the back side of the control surface 148 includes a control chamber or recess 171A located in relation to each control region 1481, 1482 and a control chamber or recess 171A located in relation to each control region 1482 and mutually A mating or pressure delivery block 170 can be disposed abuttingly including a control chamber or recess 171B that is isolated from (or at least can be controlled independently of each other if desired). The surface of the mating or pressure delivery block 170 forms a mating interface with the cassette 24 when the cassette 24 is pressed into operative association with the control surface 148 on which the mating block 170 abuts the rear surface. Thus, the control chambers or recesses of mating block 170 are coupled to complementary valves or popping chambers of cassette 24 and control regions 1481 and 1482 of control surface 148 adjacent mating block 170 and adjacent cassette 24 The relevant regions of the membrane 15 (molded portion 151, etc.) are sandwiched. Air or other control fluid can move in and out of control chambers or recesses 171A, 171B of mating block 170 relative to regions 1481, 1482, thereby moving control regions 1481 and 1482 as desired. Then, the valve port of the cassette 24 is opened and closed, and/or the pumping action in the pump chamber 181 is performed. In the embodiment shown in FIGS. 34-35, the control chamber 171A may be arranged as a cylindrical region or recess lining each of the valve control regions 1481 of the gasket 148. In one configuration of the valve control region 1481 of the gasket 148 (see, eg, FIGS. 33A-C), the surface of the valve control region 1481 is slightly higher than the entire surface of the gasket 148 and has an elastically deformable control region. bias toward the corresponding valve seat of cassette 24. Thus, positive air pressure applied to valve control region 1481 is biased toward sealing membrane 15 of cassette 24 against the valve seat. On the other hand, at least a portion of the negative pressure applied to the valve control region 1481 to lift the adjacent cassette membrane 15 off the valve seat may be spent to overcome the biased valve control region 1481 of the control gasket 148. Additionally, when the gasket 148 is positioned against the underlying mating block 170, the space 1478 under the dome of the control region 1481 joins the control chamber 171A, directing the control region 1481 toward the valve seat of the cassette 24. It is also clear that there will be a total control volume that is positively or negatively pressurized to move it towards or away from it. The amount of total control volume that needs to be pressurized will vary based on the shape and configuration of the valve control region 1481 of the gasket (eg, convex vs. concave toward the cassette 24).

制御室またはくぼみ171Bは、ポンプ制御領域1482の背面に接する楕円体、卵形体または半球体の空隙またはくぼみを含むことができる。各制御室171Aに対して、流体制御ポート173Aを設けることができ、それにより、サイクラ14は、弁制御室1481の各々における流体の容積および/または流体の圧力を制御することができる。各制御室171Bに対して、流体制御ポート173Cを設けることができ、それにより、サイクラ14は、容積制御室1482の各々における流体の容積および/または流体の圧力を制御することができる。たとえば、嵌合ブロック170は、さまざまなポート、チャネル、開口部、空隙、および/または制御室171と連通して好適な空気圧/真空が制御室171に加えられるのを可能にする他の特徴を含む、マニホールド172と嵌合することができる。図示しないが、空気圧/真空の制御は、制御可能な弁、ポンプ、圧力センサ、アキュムレータ等を使用することにより、任意の好適な方法で行なうことができる。当然ながら、制御領域1481、1482は、重力ベースのシステム、液圧系統および/または機械的システム(リニアモータによる等)により、または、空気圧系統、液圧系統、重力ベースのシステムおよび機械的システムを含むシステムの組合せによる等、他の方法で、移動させることができることが理解されるべきである。 The control chamber or recess 171B can include an ellipsoidal, oval, or hemispherical cavity or recess that abuts the back side of the pump control region 1482. A fluid control port 173A may be provided for each control chamber 171A, allowing the cycler 14 to control the fluid volume and/or fluid pressure in each of the valve control chambers 1481. A fluid control port 173C may be provided for each control chamber 171B, allowing cycler 14 to control the volume of fluid and/or pressure of fluid in each of volume control chambers 1482. For example, mating block 170 may include various ports, channels, openings, voids, and/or other features that communicate with control chamber 171 to allow suitable air pressure/vacuum to be applied to control chamber 171. The manifold 172 can be mated with the manifold 172 . Although not shown, air pressure/vacuum control may be accomplished in any suitable manner through the use of controllable valves, pumps, pressure sensors, accumulators, and the like. Of course, the control areas 1481, 1482 can be controlled by gravity-based systems, hydraulic systems and/or mechanical systems (such as by linear motors), or by pneumatic systems, hydraulic systems, gravity-based systems and mechanical systems. It should be understood that the movement can be accomplished in other ways, such as by a combination of systems that include.

図36は、ポンプカセットを動作させる流体流制御装置で使用され、かつ圧力分散マニホールド172およびサイクラ14の嵌合ブロック170として使用されるのに好適な、一体型圧力分散モジュールまたはアセンブリ2700の組立分解図を示す。図94は、空気圧マニホールドまたはブロック、供給圧力用ポート、空気圧制御弁、圧力センサ、圧力送達または嵌合ブロック、ならびに、ポンプカセット上のポンプおよび弁を作動させる可撓性膜を備える領域を含む制御面またはアクチュエータを備える、一体型モジュール2700の図を示す。一体型モジュール2700はまた、ポンプカセットのポンプ室内に存在する流体の容積を求めるFMS容積測定プロセスのために、空気圧マニホールド内に基準室(基準チャンバ)も含むことができる。一体型モジュールはまた、真空ポート、ならびに、アクチュエータとポンプカセットの可撓性ポンプおよび弁膜との間のインタフェースから流体トラップおよび液体検出システムまでの一組の通路またはチャネルも備えることができる。いくつかの実施形態では、空気圧マニホールドは、単一ブロックとして形成することができる。他の実施形態では、空気圧マニホールドは、互いに嵌合された2つ以上のマニホールドブロックから、ガスケットがマニホールドブロック間に配置されて形成することができる。一体型モジュール2700は、流体流制御装置において比較的小さい空間を占有し、マニホールドポートをポンプカセットに嵌合する圧力送達モジュールまたはブロックの対応するポートに接続するチューブまたは可撓性導管の使用をなくす。他のあり得る利点もあるが特に、一体型モジュール2700は、腹膜透析サイクラの空気圧作動アセンブリのサイズおよび組立コストを低減させ、その結果、サイクラを小型にしかつ安価にすることができる。さらに、圧力分散マニホールドブロックの圧力または真空分散ポートと嵌合圧力送達ブロックの対応する圧力または真空送達ポートとの間の距離が短いことにより、ポートを接続する導管の剛性と合わせて、取り付けられたポンプカセットの応答性とカセットポンプ容積測定プロセスの正確さとを向上させることができる。腹膜透析サイクラ14で使用される場合、実施形態では、金属圧力送達ブロックに直接嵌合する金属圧力分散マニホールドを備える一体型モジュールはまた、制御弁171Bとサイクラ14の基準室174との間のいかなる温度差も低減させることができ、それにより、ポンプ容積測定プロセスの正確さを向上させることができる。 FIG. 36 shows the assembly and disassembly of an integrated pressure distribution module or assembly 2700 suitable for use in a fluid flow control device operating a pump cassette and as a pressure distribution manifold 172 and mating block 170 of a cycler 14. Show the diagram. FIG. 94 shows a control including a pneumatic manifold or block, a port for supply pressure, a pneumatic control valve, a pressure sensor, a pressure delivery or mating block, and a region with a flexible membrane to actuate the pump and valves on the pump cassette. Figure 27 shows a diagram of an integrated module 2700 with a surface or actuator. The integrated module 2700 may also include a reference chamber within the pneumatic manifold for the FMS volumetric process to determine the volume of fluid present within the pump chamber of the pump cassette. The integrated module can also include a vacuum port and a set of passageways or channels from the interface between the actuator and the flexible pump and leaflets of the pump cassette to the fluid trap and liquid detection system. In some embodiments, the pneumatic manifold can be formed as a single block. In other embodiments, a pneumatic manifold can be formed from two or more manifold blocks that are fitted together, with gaskets disposed between the manifold blocks. The integrated module 2700 occupies relatively little space in a fluid flow control device and eliminates the use of tubing or flexible conduits connecting manifold ports to corresponding ports on a pressure delivery module or block that fits into a pump cassette. . Among other possible advantages, the integrated module 2700 reduces the size and assembly cost of the pneumatic actuation assembly of a peritoneal dialysis cycler, allowing the cycler to be smaller and less expensive. In addition, the short distance between the pressure or vacuum distribution ports on the pressure distribution manifold block and the corresponding pressure or vacuum delivery ports on the mating pressure delivery block, combined with the stiffness of the conduits connecting the ports, makes the installed The responsiveness of the pump cassette and the accuracy of the cassette pump volume measurement process can be improved. When used in a peritoneal dialysis cycler 14, in embodiments, an integrated module with a metal pressure distribution manifold that fits directly into a metal pressure delivery block also provides a Temperature differences can also be reduced, thereby improving the accuracy of the pump volume measurement process.

図36に、一体型モジュール2700の組立分解図を提示する。嵌合ブロックまたは圧力送達ブロックに取り付けられたアクチュエータ面または制御ガスケット148は、前後に移動して、ポンプカセット24の膜15を押すかまたは引き寄せることにより、流体を圧送しかつ/または弁を開閉するように配置された可撓性領域を含む。サイクラ14に関して、制御ガスケット148は、制御領域1481、1482の後方の制御容積171A、171Bに供給される正および負の空気圧によって駆動される。制御ガスケット148は、リップ2742によって嵌合ブロック170の正面の隆起面2744の上にぴったりと嵌まることにより、圧力送達ブロックまたは嵌合ブロック170に取り付けられる。嵌合ブロック170は、1つまたは複数の対応するポンプ制御面1482の卵形湾曲形状と整列しかつそれを支持して、ポンプ制御室を形成する、1つまたは複数の表面くぼみ2746を含むことができる。表面くぼみがあってもなくても、同様の構成は、ポンプカセットの1つまたは複数の弁を制御するために対応する制御面1481と整列するように弁制御領域171Aを形成する際に含めることができる。嵌合ブロック170は、制御流体または気体のポート173Cから背面全体ポンプ制御面1482までの流れを容易にするように、ポンプ制御面1482の後方の嵌合ブロック170のくぼみ2746の表面の溝2748をさらに含むことができる。別法として、溝2748を有するのではなく、くぼみ2746に粗化面または接線方向に多孔性の面を形成することができる。 An exploded view of the integrated module 2700 is presented in FIG. An actuator surface or control gasket 148 attached to the mating block or pressure delivery block moves back and forth to pump fluid and/or open and close valves by pushing or pulling against the membrane 15 of the pump cassette 24. It includes a flexible region arranged as follows. For cycler 14, control gasket 148 is driven by positive and negative air pressure supplied to control volumes 171A, 171B behind control regions 1481, 1482. Control gasket 148 is attached to pressure delivery block or mating block 170 by a snug fit over raised surface 2744 on the front of mating block 170 by lip 2742 . Mating block 170 includes one or more surface indentations 2746 that align with and support the oval curved shape of one or more corresponding pump control surfaces 1482 to form pump control chambers. Can be done. Similar configurations, with or without surface indentations, may be included in forming the valve control area 171A to align with the corresponding control surface 1481 to control one or more valves of the pump cassette. Can be done. The mating block 170 includes grooves 2748 in the surface of the recess 2746 of the mating block 170 rearward of the pump control surface 1482 to facilitate flow of control fluid or gas from the port 173C to the rear overall pump control surface 1482. It can further include: Alternatively, rather than having grooves 2748, depressions 2746 can be formed with a roughened or tangentially porous surface.

一実施形態では、制御室171Bの内壁は、例えば、ポンプ制御領域1482に関連付けられた図34に示されるように、(ポンプ室181のスペーサ要素50にいくらか類似している)隆起した要素を含むことができる。これらの隆起した要素は、プラトー特徴、リブ、または完全に格納された制御領域1482から制御ポートを後退させておく他の突起の形をとることができる。この配置は、制御室171B内の圧力または真空のより均一な分布を可能にし、制御ガスケット148による制御ポートの時期尚早な遮断を防止し得る。事前に形成された制御ガスケット148(少なくともポンプ制御領域において)は、送達ストローク中のカセット24のポンプ室の内壁または充填ストローク中の制御室171の内側のいずれかに対して完全に伸ばされたときに有意な伸長力を受けてはならない。したがって、制御領域1482が非対称に制御室171B内に延在して、チャンバが完全に排気される前に、制御領域1482が制御室の1つまたは複数のポートを時期尚早に閉鎖し得る。制御領域1482と制御ポートとの間の接触を防止する制御室171Bの内面上の特徴を有することは、制御領域1482が充填ストローク中に制御室内壁と均一に接触できることを保証するのに役立ち得る。 In one embodiment, the inner wall of control chamber 171B includes a raised element (somewhat similar to spacer element 50 of pump chamber 181), for example as shown in FIG. 34 associated with pump control region 1482. be able to. These raised elements can take the form of plateau features, ribs, or other protrusions that set the control port back from the fully retracted control area 1482. This arrangement allows for a more even distribution of pressure or vacuum within the control chamber 171B and may prevent premature blocking of the control port by the control gasket 148. When the preformed control gasket 148 (at least in the pump control area) is fully extended either against the inner wall of the pump chamber of the cassette 24 during the delivery stroke or against the inside of the control chamber 171 during the fill stroke shall not be subjected to significant stretching forces. Thus, control region 1482 may extend asymmetrically into control chamber 171B such that control region 1482 may prematurely close one or more ports of the control chamber before the chamber is fully evacuated. Having features on the inner surface of the control chamber 171B that prevent contact between the control region 1482 and the control port may help ensure that the control region 1482 can uniformly contact the control chamber walls during the fill stroke. .

嵌合ブロック170は、圧力分散マニホールド172を制御面148に接続し、制御面148のさまざまな制御領域に圧力または真空を送達する。嵌合ブロック170はまた、弁制御領域1481およびポンプ制御領域1482に圧力および真空を供給し、真空ポート1483およびポンプ制御容積171Bから圧力センサへの接続部に真空を供給する空気圧導管を提供するという意味で、圧力送達ブロックと呼ぶこともできる。ポート173Aは、制御容積171Aを圧力分散マニホールド172に接続する。ポート173Cは、ポンプ制御容積171Bを圧力分散マニホールド172に接続する。真空ポート1483は、ポート173Bを介して圧力分散マニホールド172に接続される。一実施形態では、ポート173Bは、制御面148を通過するように圧力分散ブロック170の表面の上方に延在して、制御面148をポート173B上に引っ張って流れを遮ることなく、ポート1483において真空を提供する。 Mating block 170 connects pressure distribution manifold 172 to control surface 148 and delivers pressure or vacuum to various control areas of control surface 148. The mating block 170 also provides pneumatic conduits that supply pressure and vacuum to the valve control region 1481 and pump control region 1482, and to the connection from the vacuum port 1483 and pump control volume 171B to the pressure sensor. In this sense, it can also be called a pressure delivery block. Port 173A connects control volume 171A to pressure distribution manifold 172. Port 173C connects pump control volume 171B to pressure distribution manifold 172. Vacuum port 1483 is connected to pressure distribution manifold 172 via port 173B. In one embodiment, port 173B extends above the surface of pressure distribution block 170 past control surface 148 and at port 1483 without pulling control surface 148 over port 173B and interrupting flow. Provide vacuum.

圧力送達ブロック170は、圧力分散マニホールド172の表面に取り付けられる。ポート173A、173B、173Cは、弁ポート2714に接続する、圧力分散マニホールド172の空気圧回路と整列する。一例では、圧力送達ブロック170は、圧力分散マニホールド172と嵌合し、それらの間に正面平形ガスケット2703が締め付けられる。ブロック170およびマニホールド172は、機械的に合わせて保持され、それは、実施形態では、ボルト2736または他のタイプの締結具を使用することによる。別の例では、平形ガスケット2703ではなく、圧力送達ブロック170または圧力分散マニホールド172のいずれかに、高コンプライアンス要素が配置されるかまたはモールドされる。別法として、接着剤、両面テープ、摩擦溶接、レーザ溶接または他の接合方法によって、圧力分散マニホールド172に圧力送達ブロック170を接合することができる。ブロックおよびマニホールド172は、金属またはプラスチックから形成することができ、材料に応じて接合方法は変わる。 Pressure delivery block 170 is attached to the surface of pressure distribution manifold 172. Ports 173A, 173B, 173C are aligned with the pneumatic circuit of pressure distribution manifold 172, which connects to valve port 2714. In one example, pressure delivery block 170 mates with pressure distribution manifold 172 with front flat gasket 2703 tightened therebetween. Block 170 and manifold 172 are held together mechanically, in embodiments, by using bolts 2736 or other types of fasteners. In another example, a high compliance element is placed or molded into either the pressure delivery block 170 or the pressure distribution manifold 172 rather than the flat gasket 2703. Alternatively, pressure delivery block 170 can be joined to pressure distribution manifold 172 by adhesive, double-sided tape, friction welding, laser welding, or other joining methods. Blocks and manifolds 172 can be formed from metal or plastic, and depending on the material, the method of joining will vary.

図38に示すように、圧力分散マニホールド172は、空気圧弁2710用のポート、基準室174、流体トラップ1722および空気圧回路、または圧力リザーバ、弁の間の空気圧接続を提供する一体化モジュール2700接続部を含み、複数のカートリッジ弁2710を受け入れるポート2714を含む。カートリッジ弁2710は、限定されないが、弁制御容積171Aへの流れを制御するバイナリ弁2660と、ポンプ制御容積171Bへの流れを制御するバイナリ弁X1A、X1B、X2、X3と、空気袋2630、2640、2650および圧力リザーバ2610、2620への流れを制御するバイナリ弁2661~2667とを含む。カートリッジ弁2710は、弁ポート2714内に押し込まれ、回路基板2712を介してハードウェアインタフェース310に電気的に接続される。 As shown in FIG. 38, the pressure distribution manifold 172 includes ports for pneumatic valves 2710, reference chambers 174, fluid traps 1722 and pneumatic circuits, or pressure reservoirs, integrated module 2700 connections that provide pneumatic connections between the valves. and includes a port 2714 for receiving a plurality of cartridge valves 2710. Cartridge valve 2710 includes, but is not limited to, binary valve 2660 that controls flow to valve control volume 171A, binary valves X1A, X1B, X2, X3 that control flow to pump control volume 171B, and air bladders 2630, 2640. , 2650 and binary valves 2661-2667 that control flow to pressure reservoirs 2610, 2620. Cartridge valve 2710 is pushed into valve port 2714 and electrically connected to hardware interface 310 via circuit board 2712.

圧力分散マニホールド172における空気圧回路は、正面および背面の溝またはスロット1721と、一方の面の溝1721を弁ポート2714、流体トラップ1722に、かつ対向する面の溝およびポートに接続するおよそ垂直な孔との組合せによって形成することができる。いくつかの溝1721は、基準室174に直接接続することができる。単一の垂直孔が、溝1721を、間隔が密でありかつ互い違いにされている複数の弁ポート174に接続することができる。溝1721が互いから、一例では、図36に示すように正面平形ガスケット2703によって隔離されるとき、封止された空気圧導管が形成される。 The pneumatic circuit in pressure distribution manifold 172 includes grooves or slots 1721 on the front and back sides and approximately vertical holes connecting groove 1721 on one side to valve port 2714, fluid trap 1722, and to grooves and ports on the opposite side. It can be formed in combination with Some grooves 1721 can be directly connected to reference chamber 174. A single vertical hole can connect groove 1721 to multiple closely spaced and staggered valve ports 174. When grooves 1721 are separated from each other, in one example, by a front flat gasket 2703 as shown in FIG. 36, a sealed pneumatic conduit is formed.

流体トラップ1722内の液体の存在は、一対の導電性プローブ2732によって検出することができる。導電性プローブ2732は、圧力分散マニホールド172の流体トラップ1722に入る前に、背面ガスケット2704、背面プレート2730および孔2750を通って摺動する。 The presence of liquid within fluid trap 1722 can be detected by a pair of conductive probes 2732. Conductive probe 2732 slides through back gasket 2704, back plate 2730, and hole 2750 before entering fluid trap 1722 of pressure distribution manifold 172.

背面プレート2730は、基準容積174、圧力分散マニホールド172の背面の溝1721を封止し、圧力センサ2740用のポートならびに圧力および真空ライン2734用のポートと、雰囲気2732への通気孔とを提供する。一例では、圧力センサは、単一基板2740にはんだ付けされ、かつ背面プレート2730の背面ガスケット2704に対してまとめて押圧される、ICチップであり得る。一例では、ボルト2736が、背面プレート2730、圧力分散マニホールド172および圧力送達ブロック170を締め付け、それらの間にガスケット2703、2702がある。別の例では、上述したように、圧力送達マニホールド172に背面プレート2730を接合することができる。図95に、組み立てられた一体型モジュール2700を提示する。 The back plate 2730 seals the reference volume 174, the groove 1721 in the back of the pressure distribution manifold 172, and provides ports for the pressure sensor 2740 and pressure and vacuum lines 2734 and vents to the atmosphere 2732. . In one example, the pressure sensors can be IC chips that are soldered to a single substrate 2740 and pressed together against the back gasket 2704 of the back plate 2730. In one example, bolts 2736 tighten back plate 2730, pressure distribution manifold 172, and pressure delivery block 170, with gaskets 2703, 2702 therebetween. In another example, a back plate 2730 can be joined to the pressure delivery manifold 172, as described above. FIG. 95 presents the assembled monolithic module 2700.

図38は、一体型マニホールド2700内の空気圧回路とマニホールドの外側の空気圧要素との概略図を提示する。ポンプ2600は、真空および圧力を生成する。ポンプ2600は、3方弁2664および2665を介して、通気孔2680と負圧または真空リザーバ2610および正圧リザーバ2620に接続されている。正圧リザーバ2620および負圧リザーバ2610内の圧力は、圧力センサ2678、2676によってそれぞれ測定される。ハードウェアインタフェース310は、ポンプ2600の速度および3方弁2664、2665、2666の位置を制御して、各リザーバ内の圧力を制御する。自動接続ストリッパ要素空気袋2630は、3方弁2661を介して、正圧ライン2622または負圧もしくは真空ライン2612のいずれかに接続されている。自動化コンピュータ300は、ストリッパ要素1461の位置を制御するように、弁2661の位置を命令する。オクルーダ空気袋2640およびピストン空気袋2650は、3方弁2662および2663を介して圧力ライン2622または通気孔2680のいずれかに接続されている。自動化コンピュータ300は、カセット24を制御面148に対して確実に係合させるようにドア141が閉じられた後に、ピストン空気袋2650を圧力ライン2622に接続するように、弁2663に命令する。オクルーダ空気袋2640は、弁2662および制限部2682を介して圧力ライン2622に接続されている。オクルーダ空気袋2640は、弁2662を介して通気孔2680に接続されている。オリフィス2682は、有利に、圧力ライン2622内の圧力を維持するために、オクルーダ147を後退させるオクルーダ空気袋2640の充填を遅らせる。圧力ライン2622内の高圧は、さまざまな弁制御面171Aおよびピストン空気袋2650がカセット24に対して駆動された状態で維持し、オクルーダ147が開放する際、患者との間の流れを阻止する。逆に、オクルーダ空気袋2640から通気孔2680へn接続は制限されず、そのため、オクルーダ147は迅速に閉鎖することができる。 FIG. 38 presents a schematic diagram of the pneumatic circuitry within the integrated manifold 2700 and the pneumatic elements outside the manifold. Pump 2600 generates vacuum and pressure. Pump 2600 is connected to vent 2680 and negative pressure or vacuum reservoir 2610 and positive pressure reservoir 2620 through three-way valves 2664 and 2665. The pressure within positive pressure reservoir 2620 and negative pressure reservoir 2610 is measured by pressure sensors 2678, 2676, respectively. Hardware interface 310 controls the speed of pump 2600 and the position of three-way valves 2664, 2665, 2666 to control the pressure in each reservoir. Self-connecting stripper element bladder 2630 is connected to either positive pressure line 2622 or negative pressure or vacuum line 2612 via a three-way valve 2661. Automation computer 300 commands the position of valve 2661 to control the position of stripper element 1461. Occluder bladder 2640 and piston bladder 2650 are connected to either pressure line 2622 or vent 2680 via three-way valves 2662 and 2663. Automation computer 300 commands valve 2663 to connect piston bladder 2650 to pressure line 2622 after door 141 is closed to ensure engagement of cassette 24 against control surface 148 . Occluder bladder 2640 is connected to pressure line 2622 via valve 2662 and restriction 2682. Occluder bladder 2640 is connected to vent 2680 via valve 2662. Orifice 2682 advantageously delays filling of occluder bladder 2640 retracting occluder 147 to maintain pressure within pressure line 2622. High pressure in pressure line 2622 maintains various valve control surfaces 171A and piston bladder 2650 driven against cassette 24, blocking flow to and from the patient when occluder 147 opens. Conversely, the n-connection from occluder bladder 2640 to vent 2680 is not restricted, so occluder 147 can be closed quickly.

弁制御面1481は、弁制御容積171A内の圧力によって制御され、弁制御容積171A内の圧力は、3方弁2660の位置によって制御される。弁2660は、ハードウェアインタフェース310に送られる自動化コンピュータ300からのコマンドを介して個々に制御することができる。ポンプ制御容積171B内の圧送圧力を制御する弁は、2方弁X1A、X1Bによって制御される。弁X1A、X1Bは、一例では、自動化コンピュータ300によって命令される圧力に達するように、ハードウェアインタフェース310によって制御することができる。各ポンプ制御室171B内の圧力は、センサ2672によって測定される。基準室内の圧力は、センサ2670によって測定される。2方弁X2、X3は、それぞれ、基準室174をポンプ制御室171Bおよび通気孔2680に接続する。 Valve control surface 1481 is controlled by the pressure within valve control volume 171A, which is controlled by the position of three-way valve 2660. Valves 2660 can be individually controlled via commands from automation computer 300 sent to hardware interface 310. The valves that control the pumping pressure within the pump control volume 171B are controlled by two-way valves X1A and X1B. Valves X1A, X1B, in one example, can be controlled by hardware interface 310 to reach a pressure commanded by automation computer 300. The pressure within each pump control chamber 171B is measured by a sensor 2672. The pressure within the reference chamber is measured by sensor 2670. Two-way valves X2, X3 connect reference chamber 174 to pump control chamber 171B and vent hole 2680, respectively.

流体トラップ1722は、本明細書の別の場所で説明したように、動作中に真空ライン2612に対するものある。流体トラップ1722は、いくつかのラインによって、圧力送達ブロック170のポートに接続される。流体トラップ1722内の圧力は、背面プレート2730に取り付けられている圧力センサ2674によってモニタリングされる。 Fluid trap 1722 is present to vacuum line 2612 during operation, as described elsewhere herein. Fluid trap 1722 is connected to a port of pressure delivery block 170 by several lines. The pressure within fluid trap 1722 is monitored by pressure sensor 2674 attached to back plate 2730.

治療の最後に、ドアを開く前または開いている間に、制御面148から膜15を分離するために、真空ポート1483を採用することができる。負圧源によって真空ポート1483に提供される真空は、治療中に制御面148に対して膜15を封止係合させる。場合によっては、真空の印加が断続的である場合であっても、ドア141が開放位置に自由に回転するのを防止して、カセット膜15から制御面を分離するために、実質的な量の力が必要である可能性がある。したがって、実施形態では、圧力分散モジュール2700は、正圧源と真空ポート1483との間の弁付きチャネルを提供するように構成される。真空ポート1483において正圧を供給することは、制御面148から膜15を分離するのに役立つことができ、それにより、カセット24が制御面148からより容易に分離することができ、ドア141を自由に開くことができる。真空ポート1483に対する正圧を提供するように、自動化コンピュータ300によってサイクラにおける空気圧弁を制御することができる。マニホールド172は、この目的に対して専用の別個の弁付きチャネルを含むことができ、または別法として、特定の順序で操作される、既存のチャネル構成および弁を採用することができる。 At the end of treatment, vacuum port 1483 can be employed to separate membrane 15 from control surface 148 before or while opening the door. Vacuum provided to vacuum port 1483 by a negative pressure source sealingly engages membrane 15 against control surface 148 during treatment. In some cases, even if the application of vacuum is intermittent, a substantial amount is required to prevent the door 141 from freely rotating to the open position and separate the control surface from the cassette membrane 15. power may be required. Accordingly, in embodiments, pressure distribution module 2700 is configured to provide a valved channel between a source of positive pressure and vacuum port 1483. Providing positive pressure at vacuum port 1483 can help separate membrane 15 from control surface 148, thereby allowing cassette 24 to be more easily separated from control surface 148 and opening door 141. Can be opened freely. Pneumatic valves in the cycler can be controlled by automation computer 300 to provide positive pressure to vacuum port 1483. Manifold 172 may include separate valved channels dedicated for this purpose, or alternatively may employ existing channel configurations and valves that are operated in a particular order.

一例では、真空ポート1483を正圧リザーバ2620に一時的に接続することにより、真空ポート1483に正圧を供給することができる。真空ポート1483は、通常、治療中、マニホールド172における共通の流体接続チャンバまたは流体トラップ1722を介して真空リザーバ2610に接続される。一例では、コントローラまたは自動化コンピュータは、正圧リザーバと容積制御室171Bとの間の弁X1Bと、負圧リザーバと同じ容積制御室171Bとの間の弁X1Aとを同時に開放することができ、それにより、流体トラップ1722および真空ポート1483内の空気が加圧される。加圧空気は、真空ポート1483を通って膜15と制御面148との間に流れ、膜と制御面との間のいかなる真空結合も破断する。しかしながら、例示するマニホールドでは、キャップストリッパ149のストリッパ要素1491は、共通の流体収集チャンバ1722流体に正圧が供給されている間に拡張することができ、それは、ストリッパ空気袋2630は真空供給ライン2612に接続されているためである。この例では、後続するステップにおいて、流体トラップ1722を、新たに加圧される真空ラインから弁によってオフに調整することができ、正圧リザーバおよび真空リザーバを容積制御室171Bに接続する2つの弁X1A、X1Bを、閉鎖することができる。そして、真空ポンプ2600は、真空リザーバ2610および真空供給ライン2612内の圧力を低減させるように操作され、それにより、ストリッパ要素1491を引っ込めることができる。そして、制御面148からカセット24を取り外し、ストリッパ要素1491を後退させた後に、ドア141を開くことができる。 In one example, positive pressure can be provided to vacuum port 1483 by temporarily connecting vacuum port 1483 to positive pressure reservoir 2620 . Vacuum port 1483 is typically connected to vacuum reservoir 2610 through a common fluid connection chamber or fluid trap 1722 in manifold 172 during treatment. In one example, the controller or automation computer can simultaneously open valve X1B between the positive pressure reservoir and volume control chamber 171B and valve X1A between the negative pressure reservoir and the same volume control chamber 171B; This pressurizes the air within fluid trap 1722 and vacuum port 1483. Pressurized air flows between membrane 15 and control surface 148 through vacuum port 1483, breaking any vacuum bond between the membrane and control surface. However, in the illustrated manifold, the stripper element 1491 of the cap stripper 149 can expand while positive pressure is provided to the common fluid collection chamber 1722 fluid, which means that the stripper bladder 2630 is in the vacuum supply line 2612. This is because it is connected to. In this example, in a subsequent step, the fluid trap 1722 can be regulated off from the newly pressurized vacuum line by a valve, and two valves connecting the positive pressure reservoir and the vacuum reservoir to the volume control chamber 171B. X1A, X1B can be closed. Vacuum pump 2600 is then operated to reduce the pressure within vacuum reservoir 2610 and vacuum supply line 2612, thereby allowing stripper element 1491 to be retracted. Door 141 can then be opened after removing cassette 24 from control surface 148 and retracting stripper element 1491.

本開示の態様によれば、膜15における漏れを検出するために、真空ポート1483を使用することができ、真空ポート1483に接続された導管またはチャンバ内の液体センサが、膜15が穿孔されているか、または他の方法で膜15と制御ガスケット148との間に液体が導入される場合に、液体を検出することができる。たとえば、真空ポート1483は、嵌合ブロック170における相補的な真空ポート173Bと整列し、それに封止して関連づけられることが可能であり、それにより、相補的な真空ポート173Bを、マニホールド172の共通の流体収集チャンバ1722に通じる流体通路1721と封止して関連づけることができる。流体収集チャンバ1722は入口を含むことができ、そこを通して、制御面148のすべての真空ポート1483に真空をかけ分散させることができる。流体収集チャンバ1722に真空をかけることにより、真空ポート173Bおよび1483の各々から流体を引き出すことができ、したがって、さまざまな制御領域において膜15と制御面148との間の任意の空間から流体が除去される。しかしながら、領域のうちの1つまたは複数に液体が存在する場合、関連する真空ポート1483は、真空ポート173B内にかつ、流体収集チャンバ1722に通じるライン1721内に液体を引き込むことができる。いかなるこうした液体も、流体収集チャンバ1722に集まり、1つまたは複数の好適なセンサ、たとえば、液体の存在を示すチャンバ1722内の導電率の変化を検出する一対の導電率センサによって検出することができる。この実施形態では、流体収集チャンバ1722の底側にセンサを配置することができ、真空源は、チャンバ1722の上端においてチャンバ1722に接続する。したがって、液体が流体収集チャンバ1722内に引き込まれる場合、液体レベルが真空源に達する前に、液体を検出することができる。任意選択的に、真空源内に液体が入るのをさらに抵抗するのに役立つように、チャンバ1722への真空源接続箇所に、疎水性フィルタ、弁または他の構成要素を配置することができる。このように、液体によって汚染される危険性があるように真空源弁が配置される前に、コントローラ16によって液体漏れを検出しそれに対して作用する(たとえば、警告を発する、液体入口弁を閉鎖する、圧送動作を中止する)ことができる。 According to aspects of the present disclosure, vacuum port 1483 can be used to detect leaks in membrane 15, and a liquid sensor in a conduit or chamber connected to vacuum port 1483 can be used to detect leaks in membrane 15. Liquid can be detected if the liquid is present or otherwise introduced between the membrane 15 and the control gasket 148. For example, vacuum port 1483 can be aligned with and sealingly associated with complementary vacuum port 173B in mating block 170, thereby making complementary vacuum port 173B a common may be sealingly associated with a fluid passageway 1721 leading to a fluid collection chamber 1722 of the . Fluid collection chamber 1722 can include an inlet through which vacuum can be applied and distributed to all vacuum ports 1483 of control surface 148. By applying a vacuum to the fluid collection chamber 1722, fluid can be drawn from each of the vacuum ports 173B and 1483, thus removing fluid from any space between the membrane 15 and the control surface 148 in the various control areas. be done. However, if liquid is present in one or more of the regions, the associated vacuum port 1483 can draw liquid into the vacuum port 173B and into the line 1721 leading to the fluid collection chamber 1722. Any such liquid may collect in fluid collection chamber 1722 and be detected by one or more suitable sensors, such as a pair of conductivity sensors that detect a change in conductivity within chamber 1722 indicative of the presence of liquid. . In this embodiment, the sensor can be placed on the bottom side of the fluid collection chamber 1722 and the vacuum source connects to the chamber 1722 at the top of the chamber 1722. Thus, when liquid is drawn into the fluid collection chamber 1722, the liquid can be detected before the liquid level reaches the vacuum source. Optionally, a hydrophobic filter, valve or other component can be placed at the vacuum source connection to chamber 1722 to help further resist liquid entry into the vacuum source. In this way, the controller 16 detects and acts on a liquid leak (e.g., issues a warning, closes the liquid inlet valve, etc.) before the vacuum source valve is placed at risk of contamination by liquid. the pumping operation).

図38に示す概略図例には、較正ポート2684が示されている。較正ポート2684を用いて、空気圧系統におけるさまざまな圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678を較正することができる。たとえば、較正ポート2684を介してサイクラの空気圧回路に圧力基準を接続することができる。圧力基準が接続された状態で、圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678のすべてを同じ流体容積に接続するように、空気圧系統の弁を作動させることができる。そして、圧力基準を用いて空気圧系統において既知の圧力を確立することができる。圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678の各々から圧力測定値を圧力基準の既知の圧力と比較することができ、それにしたがって、圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678を較正することができる。いくつかの実施形態では、圧力センサ2672、2674、2676、2677、2678のうちの選択された圧力センサを、グループでまたは個々に較正するために、基準の圧力に接続しかつ基準の圧力にすることができる。 In the example schematic shown in FIG. 38, a calibration port 2684 is shown. Calibration port 2684 can be used to calibrate various pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 in the pneumatic system. For example, a pressure reference can be connected to the cycler's pneumatic circuit via calibration port 2684. With the pressure reference connected, the valves in the pneumatic system can be actuated to connect all of the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 to the same fluid volume. The pressure reference can then be used to establish a known pressure in the pneumatic system. The pressure measurements from each of the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 can be compared to the known pressure of the pressure reference, and the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 can be adjusted accordingly. Can be calibrated. In some embodiments, selected pressure sensors of pressure sensors 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 are connected to and brought to a reference pressure for group or individual calibration. be able to.

取外し可能なカセットにおいてダイヤフラムベースのポンプおよび弁を作動させるように構成される任意の流体処理装置(すなわち、ベースユニット)は、その空気圧(または液圧)カセットインタフェースを利用して、専用較正カセット(または「カセット固定具」)を介して較正基準圧力を受け取ることができる。較正カセットは、標準流体ポンプカセットと同じ全体的な寸法を有することができ、それにより、カセットインタフェースまたはベースユニットの制御面との封止インタフェースを提供することができる。ポンプまたは弁領域のうちの1つまたは複数が、それが嵌合するインタフェースの対応する領域を連通するのを可能にすることができ、それにより、較正カセットを通して、ベースユニットの空気圧または液圧流路内に(たとえば、空気圧または液圧マニホールドを介して)、基準空気圧または液圧を導入することができる。 Any fluid handling device (i.e., base unit) that is configured to operate diaphragm-based pumps and valves in a removable cassette utilizes its pneumatic (or hydraulic) cassette interface to operate a dedicated calibration cassette ( or a "cassette fixture"). The calibration cassette can have the same overall dimensions as a standard fluid pump cassette, thereby providing a sealed interface with the cassette interface or control surface of the base unit. One or more of the pump or valve regions may be enabled to communicate the corresponding region of the interface with which it mates, thereby connecting pneumatic or hydraulic flow paths of the base unit through the calibration cassette. A reference pneumatic or hydraulic pressure can be introduced within (eg, via a pneumatic or hydraulic manifold).

たとえば、空気圧作動式腹膜透析サイクラでは、サイクラの空気圧回路に対して、サイクラのカセットインタフェースを通して直接アクセスすることができる。これは、たとえば、制御面148がカセット固定具に対してシールを生成するのを可能にする変更されたカセットまたはカセット固定具を用いて達成することができる。さらに、カセットインタフェースの真空ポート173Bを流体連通している少なくとも1つのアクセスポートを含むように、カセット固定具を構成することができる。(たとえば、制御面にスリットまたは細孔を有する実施形態では)真空ポートがない場合、代わりに、カセットインタフェースまたは制御面の真空通気孔機構と連通するようにアクセスポートを配置することができる。 For example, in a pneumatically operated peritoneal dialysis cycler, the cycler's pneumatic circuitry may be directly accessed through the cycler's cassette interface. This can be accomplished, for example, with a modified cassette or cassette fixture that allows the control surface 148 to create a seal against the cassette fixture. Additionally, the cassette fixture can be configured to include at least one access port in fluid communication with the vacuum port 173B of the cassette interface. If there is no vacuum port (eg, in embodiments with slits or pores in the control surface), the access port can instead be placed in communication with the cassette interface or the vacuum vent mechanism of the control surface.

外部カセットポートから装置インタフェースに面するアクセスポートまで直接流路を有するように、カセット固定具(または較正カセット)を構築することができ、外部カセットポートは、圧力基準に接続するために利用可能である。上述したように、圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678のすべてまたはいくつかを、圧力分散マニホールドにおける空気圧制御弁を適切に作動させることにより、共通の容積に流体連通するように配置することができる。圧力基準を用いてその容積内で既知の圧力を確立することができる。圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678の各々からの圧力測定値を圧力基準の既知の圧力を比較することができ、それに従って、圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678を較正することができる。 The cassette fixture (or calibration cassette) can be constructed to have a direct flow path from the external cassette port to the access port facing the device interface, and the external cassette port is available for connection to a pressure reference. be. As described above, all or some of the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 are placed in fluid communication with a common volume by suitably actuating pneumatic control valves in the pressure distribution manifold. can do. A pressure reference can be used to establish a known pressure within the volume. The pressure measurements from each of the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 can be compared to the known pressure of the pressure reference, and the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 are adjusted accordingly. can be calibrated.

圧力分散マニホールドのいくつかの実施形態では、圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678のすべてが、一度に共通の容積に接続されることが可能ではない場合がある。その場合、個々の圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678への流路は、すべてのセンサの較正を確実にするために、逐次開放される必要がある場合がある。さらに、較正されると、圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678のうちの1つまたは複数を用いて、ベースユニットまたはサイクラの圧力分散マニホールドにおいて圧力センサ2670、2672、2674、2676、2677、2678を較正することができることが留意されるべきである。先行して較正された1つまたは複数の圧力センサを、未較正圧力センサとの共通容積内に(たとえば、好適な弁作動を介して)配置することができる。共通容積の圧力は、較正された圧力センサを介して既知であり得る。未較正圧力センサの測定値を共通容積の既知の圧力を比較し、その後、それにしたがって較正することができる。 In some embodiments of the pressure distribution manifold, it may not be possible for all of the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 to be connected to a common volume at one time. In that case, the flow paths to individual pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678 may need to be opened sequentially to ensure calibration of all sensors. Additionally, once calibrated, the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, in the pressure distribution manifold of the base unit or cycler using one or more of the pressure sensors 2670, 2672, 2674, 2676, 2677, 2678; It should be noted that 2677, 2678 can be calibrated. One or more previously calibrated pressure sensors can be placed in a common volume with an uncalibrated pressure sensor (eg, via suitable valving). The pressure of the common volume may be known via a calibrated pressure sensor. The measurements of the uncalibrated pressure sensor can be compared to the known pressure of a common volume and then calibrated accordingly.

図39は、カセット固定具4570の実施形態の概略図を示す。図示するように、カセット固定具4570は、上述した標準ポンプカセット24と同じ外形を有している。カセット固定具4570は、ベースユニットのカセットインタフェース(制御面148)の対応する領域と整列するように、標準カセットの所定の弁またはポンプ領域に関連づけられたアクセスポート4572を含む。カセット固定具4570は、それ以外は、平坦な平滑インタフェース面を有することができ、それにより、制御面は、ベースユニットまたはサイクラに嵌合したときにそれに対して封止することができる。好ましくは、カセット固定具4570は、金属または他の硬質な堅い材料から形成される。圧力下での屈曲または変形に対する抵抗は、複数のサイクラの複数回の較正にわたる信頼性および整合性を向上させるのに役立つことができる。図示するように、カセット固定具4570は、カセット固定具4570の面に凹状に設けられたアクセスポート4572を含む。アクセスポート4572は、カセット固定具4570から離れるように通じる管4574まで延在する流路4573と連通する。実施形態例では、基準圧力源4576に管を介して接続されるように、カセットの側にカセットポートまたは取付具を含めることができる。 FIG. 39 shows a schematic diagram of an embodiment of a cassette fixture 4570. As shown, the cassette fixture 4570 has the same external shape as the standard pump cassette 24 described above. Cassette fixture 4570 includes an access port 4572 associated with a predetermined valve or pump area of a standard cassette to align with a corresponding area of the cassette interface (control surface 148) of the base unit. The cassette fixture 4570 can have an otherwise flat smooth interface surface so that the control surface can be sealed against the base unit or cycler when mated thereto. Preferably, cassette fixture 4570 is formed from metal or other hard rigid material. Resistance to bending or deforming under pressure can help improve reliability and consistency across multiple calibrations of multiple cyclers. As shown, the cassette fixture 4570 includes an access port 4572 recessed in the face of the cassette fixture 4570. Access port 4572 communicates with a flow path 4573 that extends away from cassette fixture 4570 to a tube 4574. In example embodiments, a cassette port or fitting can be included on the side of the cassette to be connected via tubing to the reference pressure source 4576.

図40および図41は、図3に示すカセット24等、変更されたカセットから適合したカセット固定具4570の他の表現を示す。こうした例では、カセット固定具4570は、サイクラに設置されたときにサイクラの制御面またはカセットインタフェース148(たとえば、図33A-Cを参照)に面するカセットの制御側から、シートまたは膜を除去するかまたはそれを含めないことによって、作製することができる。図3を参照すると、たとえば、カセット24には膜15が含まれていない場合がある。したがって、カセット24を通してサイクラの空気圧回路に直接アクセスすることができる。別法として、カセット固定具4570を生成するように、カセットの一部のみにおいて膜またはシートを断続的にする(たとえば、除去する、穿孔する、スリット状にする等)ことができる。たとえば、カセット固定具4570のアクセスポート4572が位置する領域において、膜をこのように変更することができる。 40 and 41 show other representations of a cassette fixture 4570 adapted from a modified cassette, such as cassette 24 shown in FIG. In such examples, the cassette fixture 4570 removes the sheet or membrane from the control side of the cassette that faces the control surface of the cycler or the cassette interface 148 (see, e.g., FIGS. 33A-C) when installed in the cycler. or by not including it. Referring to FIG. 3, for example, cassette 24 may not include membrane 15. Direct access to the cycler's pneumatic circuit is therefore possible through the cassette 24. Alternatively, the membrane or sheet can be interrupted (eg, removed, perforated, slit, etc.) in only a portion of the cassette to create cassette fixture 4570. For example, the membrane can be modified in this manner in the area where the access port 4572 of the cassette fixture 4570 is located.

さらに、標準カセットの外部接続箇所のうちの1つまたは複数に管4574を取り付けて、カセット固定具4570の必要な流体連通路を生成することができる。外部接続箇所は、標準カセットの上に任意の管取付箇所を含むことができ、または較正手順において繰り返し使用するためにより頑強な取付具を備えることができる。図3を参照すると、外部接続箇所は、カセットスパイク160および/またはポート150、152および154を含むことができる。そして、他の外部接続箇所のすべてに対して、閉鎖し、栓をし、または他の方法で封止することができるように、カセットを変更することができる。 Additionally, tubing 4574 can be attached to one or more of the external connection points of the standard cassette to create the necessary fluid communication paths for the cassette fixture 4570. External connection points can include any tube attachment points on a standard cassette, or can include more robust fittings for repeated use in calibration procedures. Referring to FIG. 3, external connection points can include cassette spike 160 and/or ports 150, 152 and 154. The cassette can then be modified so that it can be closed, plugged, or otherwise sealed for all other external connection points.

上述したように、管4574は、圧力基準4576に接続路を提供するように、カセット固定具4570のアクセスポート4572に流体接続された流体流路4573からつながっている。アクセスポート4572は、カセット本体における既存の開口部または弁ポートであり得る。さらに、流体路4573は、アクセスポート4572から管4574またはカセット側の関連する取付具までの流体連通を可能にする、カセット本体の任意の既存の通路または通路の組合せであり得る。たとえば、流路4573は、1つもしくは複数の弁ポート、弁ウェル、ポンプ室および/またはカセット本体のチャネル、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。 As discussed above, tube 4574 leads from fluid flow path 4573 that is fluidly connected to access port 4572 of cassette fixture 4570 to provide a connection to pressure reference 4576 . Access port 4572 can be an existing opening or valve port in the cassette body. Additionally, fluid passageway 4573 may be any existing passageway or combination of passageways in the cassette body that allows fluid communication from access port 4572 to tube 4574 or associated fittings on the cassette side. For example, the flow path 4573 can include one or more valve ports, valve wells, pump chambers, and/or cassette body channels, or any combination thereof.

上で示唆したように、サイクラ14は、システムのさまざまな弁、圧力センサ、モータ等と電気的に通信するデータプロセッサを備えた制御システム16を含むことができ、好ましくは、所望の動作シーケンスまたはプロトコルに従ってこうした構成要素を制御するように構成されている。制御システム16は、指定されたタスクを実行する、適切な回路、プログラミング、コンピュータメモリ、電気的接続、および/または他の構成要素を含むことができる。システムは、制御面148の領域および他の空気圧作動構成要素の動作を制御するように、所望の空気または他の流体圧(大気圧もしくは他の何らかの基準を上回る正圧、または大気圧もしくは他の何らかの基準を下回る負圧もしくは真空)を発生させる、ポンプ、タンク、マニホールド、弁、または他の構成要素を含むことができる。制御システム16(またはその少なくとも一部)に関するさらなる詳細については後述する。 As alluded to above, the cycler 14 may include a control system 16 with a data processor in electrical communication with the various valves, pressure sensors, motors, etc. of the system and preferably performs a desired operating sequence or It is configured to control such components according to a protocol. Control system 16 may include appropriate circuitry, programming, computer memory, electrical connections, and/or other components to perform specified tasks. The system provides a desired air or other fluid pressure (positive pressure above atmospheric pressure or some other standard, or atmospheric pressure or other It may include a pump, tank, manifold, valve, or other component that generates a negative pressure or vacuum (below some standard). Further details regarding control system 16 (or at least a portion thereof) are provided below.

1つの例示的な実施形態では、バイナリ弁によって、ポンプ制御チャンバ171B内の圧力を制御することができ、バイナリ弁は、たとえば、制御チャンバ171を好適な圧力/真空に露出させるように開放し、圧力/真空源を遮断するように閉鎖する。ポンプ制御チャンバ171B内の圧力を制御するように調整することができる鋸歯形状の制御信号を用いて、バイナリ弁を制御することができる。たとえば、ポンプ送達ストロークの間(すなわち、膜15/制御面148を移動させポンプチャンバ181から液体を押し出すように、ポンプ制御チャンバ171B内に正圧が導入されている)、制御チャンバ171B内に好適な圧力(たとえば、約70mmHg~90mmHgの圧力)を確立するために比較的急速に開閉するように、鋸歯信号によってバイナリ弁を駆動することができる。制御チャンバ171B内の圧力が約90mmHgを超えて上昇する場合、より長期間、バイナリ弁を閉鎖するように、鋸歯信号を調整することができる。制御チャンバ171B内で圧力が約70mmHg未満に低下する場合、制御チャンバ171内の圧力を上昇させるように、バイナリ弁に鋸歯制御信号を再び印加することができる。したがって、通常のポンプ動作中、バイナリ弁は、複数回開閉され、1回以上の延長期間、閉鎖することができ、それにより、液体がポンプチャンバ181から押し出されるときの圧力は、所望のレベルまたは範囲(たとえば、約70mmHg~90mmHg)で維持される。 In one exemplary embodiment, the pressure within pump control chamber 171B can be controlled by a binary valve, which opens to expose control chamber 171 to a suitable pressure/vacuum, for example, and Close to isolate pressure/vacuum source. The binary valve can be controlled using a sawtooth-shaped control signal that can be adjusted to control the pressure within the pump control chamber 171B. For example, during a pump delivery stroke (i.e., positive pressure is introduced into the pump control chamber 171B to move the membrane 15/control surface 148 and force liquid out of the pump chamber 181), the A binary valve can be driven by a sawtooth signal to open and close relatively quickly to establish a pressure of approximately 70 mmHg to 90 mmHg. If the pressure within control chamber 171B rises above about 90 mmHg, the sawtooth signal can be adjusted to close the binary valve for a longer period of time. If the pressure drops below about 70 mmHg within control chamber 171B, the sawtooth control signal can be applied again to the binary valve to increase the pressure within control chamber 171. Thus, during normal pump operation, the binary valve can be opened and closed multiple times and closed for one or more extended periods, such that the pressure at which liquid is forced out of the pump chamber 181 is at the desired level or range (eg, about 70 mmHg to 90 mmHg).

いくつかの実施形態では、かつ本開示の態様によれば、たとえば、膜15がポンプチャンバ181のスペーサ50と接触するか、またはポンプ制御領域1482がポンプ制御チャンバ171Bの壁と接触するとき、膜15/ポンプ制御領域1482の「ストローク終了」を検出することが有用である場合がある。たとえば、圧送動作中、「ストローク終了」の検出は、(ポンプチャンバ181を充填するかまたはポンプチャンバ181から流体を押し出すように)新たなポンプサイクルを始動するために、膜15/ポンプ制御領域1482の移動を反転させるべきであることを示すことができる。ポンプ用の制御チャンバ171B内の圧力が、鋸歯制御信号によって駆動されるバイナリ弁によって制御される1つの例示的な実施形態では、ポンプチャンバ181内の圧力は、比較的高周波数で、たとえば、バイナリ弁が開閉される周波数またはその近くの周波数で変動する。制御チャンバ171B内の圧力センサがこの変動を検出することができ、この変動は、概して、膜15/ポンプ制御領域1482がポンプチャンバ181の内壁またはポンプ制御チャンバ171Bの壁と接触していないときに、相対的に高い振幅を有する。しかしながら、膜15/ポンプ制御領域1482がポンプチャンバ181の内壁、またはポンプ制御チャンバ171Bの壁と接触すると(すなわち、「ストローク終了」)、圧力変動は、概して、ポンプ制御チャンバ171B内の圧力センサによって検出可能であるように、減衰するかまたは他の方法で変化する。圧力変動のこの変化を用いて、ストローク終了を特定することができ、ポンプならびにカセット24および/またはサイクラ14の他の構成要素を、それにしたがって制御することができる。 In some embodiments, and in accordance with aspects of the present disclosure, for example, when membrane 15 contacts spacer 50 of pump chamber 181 or pump control region 1482 contacts a wall of pump control chamber 171B, 15/It may be useful to detect the "end of stroke" of the pump control region 1482. For example, during a pumping operation, detection of "end of stroke" may cause the membrane 15/pump control region 1482 to initiate a new pump cycle (to fill or force fluid out of the pump chamber 181). It can be shown that the movement of should be reversed. In one exemplary embodiment where the pressure in the control chamber 171B for the pump is controlled by a binary valve driven by a sawtooth control signal, the pressure in the pump chamber 181 is controlled at a relatively high frequency, e.g. Varies at or near the frequency at which the valve is opened and closed. A pressure sensor in control chamber 171B can detect this variation, which generally occurs when membrane 15/pump control region 1482 is not in contact with the inner wall of pump chamber 181 or the wall of pump control chamber 171B. , has a relatively high amplitude. However, once the membrane 15/pump control region 1482 contacts the inner wall of the pump chamber 181, or the wall of the pump control chamber 171B (i.e., "end of stroke"), pressure fluctuations are generally detected by the pressure sensor in the pump control chamber 171B. Attenuates or otherwise changes in a detectable manner. This change in pressure fluctuation can be used to identify the end of stroke and the pump and other components of cassette 24 and/or cycler 14 can be controlled accordingly.

一実施形態では、制御チャンバ171Bにかけられる空気圧は、制御チャンバ171Bに接続された圧力変換器2672(図38)、および圧力リザーバ2620、2610と制御チャンバ171Bとの間の高速動作のバイナリ弁X1A、X1Bから信号を受け取るプロセッサによって、能動的に制御される。プロセッサは、制御容積171B内で所望の圧力を達成するように弁のデューティサイクルを変更する閉ループ比例または比例-積分フィードバック制御を含む種々の制御アルゴリズムを用いて、圧力を制御することができる。一実施形態では、プロセッサは、バンバン(bang-bang)コントローラと呼ばれることが多いオン-オフコントローラを用いて、制御チャンバ内の圧力を制御する。オン-オフコントローラは、送達ストローク中に制御容積171B内の圧力をモニタリングし、圧力が低い方の第1限界未満となると(制御容積171Bを正圧リザーバ2620に接続する)バイナリ弁X1Bを開放し、圧力が高い方の第2限界を超えると、バイナリ弁X1Bを閉鎖する。充填ストローク中、オン-オフコントローラは、圧力が第3限界より大きいとき、(制御容積171Bを負圧リザーバ2610に接続する)バイナリ弁X1Aを開放し、圧力が第4限界未満であるとき、バイナリ弁X1Aを閉鎖し、ここで、第4限界は第3限界より低く、第3限界および第4限界はともに、第1限界未満である。送達ストローク中および後続するFMS測定中等、経時的な圧力のプロットを図114に示す。制御チャンバ圧力2300は、膜15が制御チャンバ171Bを横切って移動する際、低い方の第1限界2312と高い方の第2限界2310との間で振動する。膜15が移動を停止すると、圧力は、両限界の間の振動を停止する。膜15は、通常、カセットの競技場段50と接触するか、または制御チャンバ表面171Bと接触するとき、移動を停止する。膜15はまた、出口流体ラインが閉塞される場合も、移動を停止することができる。 In one embodiment, air pressure applied to the control chamber 171B is provided by a pressure transducer 2672 (FIG. 38) connected to the control chamber 171B and a fast-acting binary valve X1A between the pressure reservoirs 2620, 2610 and the control chamber 171B. It is actively controlled by a processor that receives signals from X1B. The processor can control the pressure using various control algorithms including closed loop proportional or proportional-integral feedback control that changes the duty cycle of the valve to achieve the desired pressure within the control volume 171B. In one embodiment, the processor controls the pressure within the control chamber using an on-off controller, often referred to as a bang-bang controller. The on-off controller monitors the pressure in control volume 171B during the delivery stroke and opens binary valve X1B (connecting control volume 171B to positive pressure reservoir 2620) when the pressure is below a lower first limit. , closes the binary valve X1B when the pressure exceeds the second higher limit. During the filling stroke, the on-off controller opens binary valve X1A (connecting control volume 171B to negative pressure reservoir 2610) when the pressure is greater than a third limit, and opens binary valve X1A (connecting control volume 171B to negative pressure reservoir 2610) when the pressure is less than a fourth limit. Valve X1A is closed, where the fourth limit is less than the third limit, and the third and fourth limits are both less than the first limit. A plot of pressure over time, such as during the delivery stroke and subsequent FMS measurements, is shown in FIG. 114. Control chamber pressure 2300 oscillates between a lower first limit 2312 and a higher second limit 2310 as membrane 15 moves across control chamber 171B. When membrane 15 stops moving, the pressure stops oscillating between the limits. Membrane 15 typically stops moving when it contacts cassette arena stage 50 or when it contacts control chamber surface 171B. The membrane 15 can also stop moving if the outlet fluid line is occluded.

自動化コンピュータ(AC)300は、圧力信号を評価することによってストロークの終了を検出する。ストローク終了(EOS)を示す圧力振動の最後を検出する、多くのあり得るアルゴリズムがある。米国特許第6,520,747号明細書において「Detailed Description of the system and Method of Measuring Change Fluid Flow Rate」と題するセクション、および同第8,292,594号明細書においてストロークの終了を検出するためのフィルタリングについて記述するセクションにおいて、EOSを検出するアルゴリズムおよび方法は、参照により本明細書に組み込まれる。 Automation computer (AC) 300 detects the end of the stroke by evaluating the pressure signal. There are many possible algorithms for detecting the end of a pressure oscillation indicating end of stroke (EOS). The section entitled "Detailed Description of the system and Method of Measuring Change Fluid Flow Rate" in U.S. Pat. No. 6,520,747, and the stroke To detect termination In the section describing filtering of EOS, algorithms and methods for detecting EOS are incorporated herein by reference.

EOSを検出するアルゴリズムの一例、AC300は、圧力が、送達ストローク中に第1限界および第2限界を超える間、または充填ストローク中に第3限界および第4限界を超える間の時間を評価する。オン-オフコントローラは、充填ストロークまたは送達ストローク中に制御チャンバ容積が変化する際、圧力が2つの限界の間で振動するのに応答して、弁X1A、X1Bを開閉する。膜15がストローク終了で移動を停止すると、圧力がそれ以上一方または両方の限界を超えないように、圧力変化は著しく減少する。AC300は、圧力が交互の限界を超える間の時間を測定することによって、EOSを検出することができる。圧力が最後の限界を超えてからの時間が所定閾値を超える場合、AC300はEOSを宣言することができる。アルゴリズムは、AC300が限界超過の間の時間を測定しない初期段階をさらに含むことができる。 One example of an algorithm for detecting EOS, AC 300, evaluates the time during which the pressure exceeds a first and second limit during a delivery stroke, or a third and fourth limit during a fill stroke. The on-off controller opens and closes valves X1A, X1B in response to pressure oscillating between two limits as the control chamber volume changes during a fill or delivery stroke. When the membrane 15 stops moving at the end of the stroke, the pressure change is significantly reduced so that the pressure no longer exceeds one or both limits. The AC 300 can detect EOS by measuring the time during which the pressure exceeds alternate limits. If the time since the pressure exceeded the last limit exceeds a predetermined threshold, the AC 300 may declare EOS. The algorithm may further include an initial stage in which the AC 300 does not measure the time between exceeding the limit.

別のアルゴリズム例では、AC300は、時間に対する圧力信号の微分を評価する。微分が最短時間に対して最小閾値未満のままである場合、AC300はEOSを宣言することができる。さらなる例では、最小閾値は、スロトーク中の平均圧力微分の絶対値の平均である。アルゴリズムは、一組のデータ点に対する曲線あてはめの傾き(時間に対する微分)を計算し、そこでは、データ点は、移動窓から取得される。そして、ストロークにわたって各傾きの絶対値を平均することにより、平均圧力微分の絶対値が計算される。EOSアルゴリズムの別の例では、AC300は、初期遅延後まで圧力データを含まない場合がある。AC300は、ストロークの初期の部分の間に時々発生する不規則な圧力トレースによる、不正確なEOS検出を回避するために、初期圧力データを無視する。別の例では、AC300は、ストロークの後の方の部分における圧力の2次微分が、最短時間、閾値未満のままであり、待ち時間が経過した後にのみ、EOSを宣言する。 In another example algorithm, AC 300 evaluates the derivative of the pressure signal with respect to time. If the derivative remains below the minimum threshold for the minimum time, the AC 300 may declare EOS. In a further example, the minimum threshold is the average of the absolute values of the average pressure derivatives during throat talk. The algorithm calculates the slope (derivative with respect to time) of a curve fit to a set of data points, where the data points are acquired from a moving window. The absolute value of the average pressure differential is then calculated by averaging the absolute value of each slope over the stroke. In another example of an EOS algorithm, the AC 300 may not include pressure data until after an initial delay. The AC 300 ignores initial pressure data to avoid inaccurate EOS detection due to irregular pressure traces that sometimes occur during the initial portion of the stroke. In another example, the AC 300 declares EOS only after the second derivative of pressure in a later portion of the stroke remains below a threshold for a minimum amount of time and a latency period has elapsed.

EOSを宣言する基準は、種々の圧送条件に対して最適化することができる。最適化されたEOS検出条件としては、2次圧力微分閾値、2次微分閾値未満であり続ける最最短時間、初期遅延の持続時間、および待機期間の長さが挙げられる。これらのEOS検出基準は、異なるように、たとえば、バッグ20、22からの充填ストローク、患者への送達ストローク、患者からの充填ストローク、およびバッグ20、22への送達ストロークに対して最適化することができる。別法として、各EOS検出基準は、制御チャンバ171B内の圧送圧力の関数であり得る。 The criteria for declaring EOS can be optimized for different pumping conditions. Optimized EOS detection conditions include the second order pressure derivative threshold, the minimum amount of time that it remains below the second order derivative threshold, the duration of the initial delay, and the length of the waiting period. These EOS detection criteria may be optimized differently, for example, for fill strokes from the bags 20, 22, delivery strokes to the patient, fill strokes from the patient, and delivery strokes to the bags 20, 22. Can be done. Alternatively, each EOS detection criterion may be a function of pumping pressure within control chamber 171B.

ポンプ送達容積測定
本発明の別の態様では、サイクラ14は、流量計、重量計、または流体容積もしくは重量の他の直接的な測定手段を使用することなく、システム10のさまざまなラインに送達される流体の容積を求めることができる。たとえば、一実施形態では、カセット24内のポンプ等のポンプが移動させる流体の容積は、ポンプを駆動するために使用される気体の圧力測定値に基づいて求めることができる。一実施形態では、容積の確定は、2のチャンバを互いから隔離し、隔離した2つのチャンバのそれぞれの圧力を測定し、(2つのチャンバを流体接続することにより)2つのチャンバ内の圧力が部分的にまたは実質的に等しくなるようにし、圧力を測定することによって行うことができる。測定した圧力と、チャンバのうちの一方の既知の容積と、均等化が断熱で生じるという想定とを使用して、他方のチャンバ(たとえば、ポンプ室)の容積を計算することができる。一実施形態では、チャンバが流体接続された後で測定された圧力は、実質的には互いに等しくない可能性があり、すなわち、チャンバ内の圧力は、まだ完全には均等化していない可能性がある。しかしながら、後に説明するように、これらの実質的に等しくない圧力を用いて、ポンプ制御室の容積を求めることができる。
Pump Delivery Volume Measurement In another aspect of the present invention, the cycler 14 is able to pump delivery volumes to the various lines of the system 10 without the use of flow meters, gravimeters, or other direct means of measuring fluid volume or weight. The volume of fluid can be determined. For example, in one embodiment, the volume of fluid moved by a pump, such as the pump in cassette 24, may be determined based on pressure measurements of the gas used to drive the pump. In one embodiment, the volume is determined by isolating two chambers from each other, measuring the pressure in each of the two isolated chambers, and (by fluidly connecting the two chambers) determining the pressure in the two chambers. This can be done by partially or substantially equalizing and measuring the pressure. Using the measured pressure, the known volume of one of the chambers, and the assumption that equalization occurs adiabatically, the volume of the other chamber (eg, pump chamber) can be calculated. In one embodiment, the pressures measured after the chambers are fluidly connected may not be substantially equal to each other, i.e., the pressures within the chambers may not yet fully equalize. be. However, as explained below, these substantially unequal pressures can be used to determine the volume of the pump control chamber.

たとえば、図43は、カセット24のポンプ室181ならびに関連する制御構成要素、および流入路/流出路の概略図を示す。この例示的な例では、ヒータバッグ22と、ヒータバッグライン26と、カセット24を通る流路とを含むことができる液体供給源が、ポンプ室の上側開口部191に液体入力を提供するように示されている。液体出口は、この例では、ポンプ室181の下側開口部187から液体を受け取るように示され、たとえば、カセット24の流路および患者ライン34を含むことができる。液体供給源は、たとえば、弁ポート192を含む弁を含むことができ、弁は、ポンプ室181との間の流れを可能にする/妨げるように、開閉することができる。同様に、液体出口は、たとえば弁ポート190を含む弁を含むことができ、弁は、ポンプ室181との間の流れを可能にする/妨げるように、開閉することができる。当然ながら、液体供給源は、1つまたは複数の溶液容器、患者ライン、カセット24内の1つまたは複数の流路、または他の液体源等の任意の好適な構成を含むことができ、液体出口は、同様に、排液ライン、ヒータバッグおよびヒータバッグライン、カセット24内の1つまたは複数の流路、または他の液体出口等の任意の好適な構成を含むことができる。概して、ポンプ室181(すなわち、図43における膜14の左側)は、動作中に水または透析液等の非圧縮性の液体で充填される。しかしながら、初期動作中、プライミング中、または後述するような他の状況等のいくつかの状況では、ポンプ室181内に空気または他の気体が存在する場合がある。また、ポンプの容積および/または圧力検出に関する本発明の態様は、カセット24のポンプ構成に関して記載されているが、本発明の態様は、任意の好適なポンプまたは流体移動システムで使用することができることが理解されるべきである。 For example, FIG. 43 shows a schematic diagram of the pump chamber 181 of the cassette 24 and associated control components and inflow/outflow paths. In this illustrative example, a liquid source, which may include heater bag 22, heater bag line 26, and a flow path through cassette 24, is configured to provide liquid input to pump chamber upper opening 191. It is shown. The liquid outlet is shown in this example to receive liquid from the lower opening 187 of the pump chamber 181 and may include, for example, the flow path of the cassette 24 and the patient line 34. The liquid source can include, for example, a valve including valve port 192 that can be opened and closed to allow/restrict flow to and from pump chamber 181. Similarly, the liquid outlet can include a valve, including, for example, valve port 190, which can be opened and closed to allow/restrict flow to and from pump chamber 181. It will be appreciated that the liquid source can include any suitable configuration, such as one or more solution containers, patient lines, one or more channels within cassette 24, or other liquid sources, The outlet may also include any suitable configuration, such as a drain line, a heater bag and heater bag line, one or more channels within the cassette 24, or other liquid outlets. Generally, pump chamber 181 (ie, to the left of membrane 14 in FIG. 43) is filled with an incompressible liquid, such as water or dialysate, during operation. However, in some situations, such as during initial operation, priming, or other situations as discussed below, air or other gases may be present within pump chamber 181. Additionally, although aspects of the invention relating to pump volume and/or pressure sensing are described with respect to the pump configuration of cassette 24, it is understood that aspects of the invention may be used with any suitable pump or fluid movement system. should be understood.

図43はまた、(互いに隣接する)膜15および制御面1482の右側に制御室171Bも概略的に示し、それは、上述したように、ポンプ室181に対する制御面1482のポンプ制御領域1482に関連づけられた嵌合ブロック170Aにおける、空隙または他の空間として形成することができる。膜15/制御領域1482を移動させてポンプ室181内の液体の圧送を行うように、好適な空気圧が導入されるのは、制御室171B内である。制御室171は、ラインL0と連通することができ、ラインは、別のラインL1と、圧力源84、たとえば、空気圧源または真空源と連通する第1弁X1とに分岐する。圧力源84は、ピストンポンプを含むことができ、そこでは、チャンバ内をピストンが移動して制御室171に送達される圧力が制御されるか、または、膜15/制御領域1482を移動させかつ圧送作用を行なうために好適な気体圧力を送達ように、異なるタイプの圧力ポンプおよび/またはタンクを含むことができる。ラインL0はまた、別のラインL2および基準室174(たとえば、後述する測定を行なうように好適に構成された空間)と連通する第2弁X2に通じることができる。基準室174はまた、通気孔または他の基準圧力(たとえば、大気圧源または他の基準圧力源)に通じる弁X3を有するラインL3と連通する。弁X1、X2およびX3の各々を、独立して制御することができる。制御室および基準室に関連づけられた圧力を測定するように、圧力センサを配置することができ、たとえば、1つのセンサを制御室171に、別のセンサを基準室に配置することができる。これらの圧力センサは、任意の好適な方法で圧力を検出するように配置することができ、かつそのように動作することができる。圧力センサは、サイクラ14用の制御システム16、または、ポンプもしくは他の機構によって送達される容積を求める他の好適なプロセッサと連通することができる。 Figure 43 also schematically shows a control chamber 171B to the right of the membrane 15 and control surface 1482 (adjacent to each other), which is associated with the pump control area 1482 of the control surface 1482 for the pump chamber 181, as described above. may be formed as a void or other space in the mating block 170A. It is in the control chamber 171B that suitable air pressure is introduced to move the membrane 15/control region 1482 and pump the liquid in the pump chamber 181. The control chamber 171 can communicate with a line L0, which branches into another line L1 and a first valve X1 that communicates with a pressure source 84, for example a pneumatic source or a vacuum source. Pressure source 84 can include a piston pump, in which a piston moves within a chamber to control the pressure delivered to control chamber 171, or moves membrane 15/control region 1482 and Different types of pressure pumps and/or tanks can be included to deliver suitable gas pressures to perform the pumping action. Line L0 may also lead to a second valve X2 that communicates with another line L2 and a reference chamber 174 (eg, a space suitably configured to perform measurements as described below). Reference chamber 174 also communicates with line L3 having valve X3 leading to a vent or other reference pressure (eg, atmospheric pressure source or other reference pressure source). Each of valves X1, X2 and X3 can be controlled independently. Pressure sensors may be arranged to measure pressures associated with the control chamber and the reference chamber, for example, one sensor may be placed in the control chamber 171 and another sensor in the reference chamber. These pressure sensors can be arranged and operated to detect pressure in any suitable manner. The pressure sensor may communicate with a control system 16 for the cycler 14 or other suitable processor that determines the volume delivered by a pump or other mechanism.

上述したように、ポンプ室181、液体供給源および/または液体出口の圧力を測定し、かつ/または、ポンプ室181から液体供給源または液体出口に送達される液体の容積を測定するように、図43に示すポンプ機構の弁および他の構成要素を制御することができる。容積測定に関して、ポンプ室181から送達される流体の容積を求めるために使用される1つの技法は、2つの異なるポンプ状態にある基準室内の圧力に対する制御室171Bの相対圧力を比較することである。相対圧力を比較することにより、制御室171Bの容積の変化を求めることができ、それは、ポンプ室181の容積の変化に対応し、ポンプ室181から送達され/ポンプ室に受け入れられる容積を反映する。たとえば、ポンプ室充填サイクル中に(たとえば、圧力源から開放した弁X1を通して負圧を加えることによって)制御室171B内の圧力が低下して、膜15およびポンプ制御領域1482を制御室壁の少なくとも一部と接触するように(または膜15/領域1482の別の好適な位置に)引き込んだ後、圧力源から制御室を隔離するように弁X1を閉鎖することができ、弁X2を閉鎖することができ、それにより、制御室171Bから基準室を隔離する。弁X3を開放して、基準室を大気圧に通気し、その後、閉鎖して、基準室を隔離することができる。弁X1が閉鎖され、制御室および基準室内の圧力が測定されている状態で、次いで、弁X2を開放して、制御室および基準室内の圧力の均等化を開始させる。基準室および制御室の初期圧力を、基準室の既知の容積と、均等化が開始された後(必ずしも完了している必要はない)で測定された圧力とともに使用して、制御室の容積を求めることができる。ポンプ送達サイクルの最後に、シート15/制御領域1482がポンプ室181のスペーサ要素50と接触するように押し込まれるとき、上記プロセスを繰り返すことができる。充填サイクルの最後の制御室容積を送達サイクルの最後の容積をと比較することにより、ポンプから送達された液体の容積を求めることができる。 as described above, to measure the pressure in the pump chamber 181, the liquid source and/or the liquid outlet, and/or to measure the volume of liquid delivered from the pump chamber 181 to the liquid source or the liquid outlet; Valves and other components of the pump mechanism shown in FIG. 43 can be controlled. Regarding volumetric measurements, one technique used to determine the volume of fluid delivered from the pump chamber 181 is to compare the relative pressure in the control chamber 171B to the pressure in the reference chamber at two different pump conditions. . By comparing the relative pressures, a change in the volume of the control chamber 171B can be determined, which corresponds to a change in the volume of the pump chamber 181 and reflects the volume delivered from/accepted to the pump chamber 181. . For example, during a pump chamber fill cycle, the pressure within control chamber 171B is reduced (e.g., by applying negative pressure through valve After drawing into contact with the portion (or into another suitable location of the membrane 15/region 1482), valve X1 can be closed to isolate the control chamber from the pressure source, and valve X2 can be closed. , thereby isolating the reference room from the control room 171B. Valve X3 can be opened to vent the reference chamber to atmospheric pressure and then closed to isolate the reference chamber. With valve X1 closed and the pressure in the control and reference chambers being measured, valve X2 is then opened to begin equalization of the pressures in the control and reference chambers. Using the initial pressures in the reference and control chambers, along with the known volume of the reference chamber and the pressure measured after equalization has begun (but not necessarily completed), calculate the control room volume. You can ask for it. The above process can be repeated when the seat 15/control area 1482 is pushed into contact with the spacer element 50 of the pump chamber 181 at the end of the pump delivery cycle. By comparing the control chamber volume at the end of the fill cycle to the volume at the end of the delivery cycle, the volume of liquid delivered from the pump can be determined.

概念的には、(たとえば、弁X2を開放時の)圧力均等化プロセスは、断熱である、すなわち、制御室および基準室内の空気その周囲環境の空気との間に熱伝導が発生することなく、生じるものとして見られる。その概念的な考えは、弁X2が閉鎖されるとき、最初に弁X2に仮想ピストンが位置し、弁X2が開放されるとき、仮想ピストンがラインL0またはL2中で移動して、制御室および基準室内の圧力を均等化させるというものである。(a)圧力均等化プロセスは比較的迅速に生じ、(b)制御室および基準室内の空気は、濃度がおよそ同じである元素を有し、(c)温度が同様であるため、圧力均等化が断熱で生じるという想定は、容積測定にわずかな誤差しか導入しない可能性がある。また、一実施形態では、均等化が開始された後で得られた圧力は、実質的な均等化が生じる前に測定することができ、ポンプ室容積を求めるために使用される初期圧力測定と最終圧力測定との間の時間がさらに短縮する。さらに、熱伝導を低減させるように、たとえば、膜15/制御面1482、カセット24、制御室171、ライン、基準室174等に対して低い熱伝導率の材料を使用することによって、誤差をさらに低減させることができる。 Conceptually, the pressure equalization process (e.g., upon opening valve , seen as something that occurs. The conceptual idea is that when valve X2 is closed, a virtual piston is initially located in valve X2, and when valve X2 is opened, the virtual piston moves in line L0 or L2 to This is to equalize the pressure within the reference chamber. The pressure equalization process occurs because (a) the pressure equalization process occurs relatively quickly, (b) the air in the control and reference chambers have approximately the same concentrations of elements, and (c) the temperatures are similar. The assumption that adiabatic occurs may introduce only a small error in the volumetric measurements. Additionally, in one embodiment, the pressure obtained after equalization has begun can be measured before substantial equalization occurs and is the same as the initial pressure measurement used to determine the pump chamber volume. The time between final pressure measurements is further reduced. Furthermore, errors can be further reduced by using low thermal conductivity materials for the membrane 15/control surface 1482, cassette 24, control chamber 171, lines, reference chamber 174, etc. to reduce thermal conduction. can be reduced.

弁X2が開放されかつ圧力が均等化する後まで、弁X2が閉じた状態の間に、断熱系が存在すると想定すると、以下の式があてはまる。
PVγ=定数(1)
式中、Pは圧力であり、Vは容積であり、γは定数(たとえば、気体が空気等の二原子の場合には約1.4)に等しい。したがって、弁X2が開放し圧力均等化が生じる前後の制御室および基準室内の圧力および容積を関連づけるように、以下の式を書くことができる。
Assuming that an adiabatic system exists during the closed state of valve X2 until after valve X2 is opened and the pressure equalizes, the following equation applies.
PV γ = constant (1)
where P is pressure, V is volume, and γ is equal to a constant (eg, about 1.4 when the gas is diatomic, such as air). Therefore, the following equation can be written to relate the pressure and volume in the control chamber and reference chamber before and after valve X2 opens and pressure equalization occurs.

PrVrγ+PdVdγ=定数=PfVfγ(2)
式中、Prは、弁X2を開放する前の基準室ならびにラインL2およびL3の圧力であり、Vrは、弁X2を開放する前の基準室ならびにラインL2およびL3の容積であり、Pdは、弁X2を開放する前の制御室ならびにラインL0およびL1の圧力であり、Vdは、弁X2を開放する前の制御室ならびにラインL0およびL1の容積であり、Pfは、弁X2を開放した後の基準室および制御室の均等化した圧力であり、Vfは、制御室、基準室、ならびにラインL0、L1、L2、およびL3を含むシステム全体の容積であり、すなわち、Vf=Vd+Vrである。Pr、Vr、Pd、Pfおよびγは既知であり、Vf=Vr+Vdであるため、この数式を用いて、Vdについて解くことができる(ここでは、容積の値等を求める際の「測定された圧力」の使用について言及するが、こうした測定された圧力値は、必ずしもpsi単位等の任意の特定の形式である必要はないことが理解されるべきである)。代わりに、「測定された圧力」または「求められた圧力」は、電位、抵抗値、マルチビットのデジタル数字等、圧力を表す任意の値を含むことができる。たとえば、ポンプ制御室内の圧力を測定するために使用される圧力変換器は、ポンプ制御室内の圧力を表すアナログの電位、抵抗、または他の表示を出力することができる。変換器からの生の出力は、測定された圧力、および/または変換器からのアナログ出力を使用して生成されたデジタル数字、変換器出力に基づいて生成されるpsiまたは他の値等、何らかの変更された形式の出力として使用することができる。同じことが、求められた容積等の他の値にも当てはまるが、必ずしも立方センチメートル等の特定の形式である必要はない。代わりに、求められた容積は、容積を表す任意の値を含むことができ、たとえば、たとえば立方センチメートルで実際の容積を生成するために使用することができる。
PrVr γ + PdVd γ = constant = PfVf γ (2)
where Pr is the pressure in the reference chamber and lines L2 and L3 before opening valve X2, Vr is the volume of the reference chamber and lines L2 and L3 before opening valve X2, and Pd is is the pressure in the control chamber and lines L0 and L1 before opening valve X2, Vd is the volume in the control chamber and lines L0 and L1 before opening valve X2, and Pf is the pressure after opening valve X2. where Vf is the volume of the entire system including the control room, reference chamber, and lines L0, L1, L2, and L3, i.e., Vf=Vd+Vr. Since Pr, Vr, Pd, Pf and γ are known and Vf=Vr+Vd, this formula can be used to solve for Vd (Here, when calculating the value of volume etc. '', it should be understood that such measured pressure values are not necessarily in any particular format, such as in psi units). Alternatively, "measured pressure" or "determined pressure" can include any value representative of pressure, such as an electrical potential, a resistance value, a multi-bit digital number, etc. For example, a pressure transducer used to measure the pressure within the pump control chamber may output an analog potential, resistance, or other indication representative of the pressure within the pump control chamber. The raw output from the transducer may be some form of pressure, such as the measured pressure and/or a digital number generated using the analog output from the transducer, psi or other value generated based on the transducer output. Can be used as output in a modified format. The same applies to other values, such as the determined volume, but not necessarily in a particular format, such as cubic centimeters. Alternatively, the determined volume can include any value representing volume, and can be used, for example, to generate an actual volume in cubic centimeters, for example.

ポンプによって送達される容積を求めるための流体管理システム(「FMS」)技法の実施形態では、弁X2の開放時の圧力均等化が断熱系で生じると想定される。したがって、以下の式3は、圧力均等化前後の基準室システムの容積の関係を与える。 In an embodiment of a fluid management system ("FMS") technique for determining the volume delivered by a pump, pressure equalization upon opening of valve X2 is assumed to occur in an adiabatic system. Therefore, Equation 3 below gives the relationship between the volumes of the reference chamber system before and after pressure equalization.

Vrf=Vri(Pf/Patm)-(1/γ)(3)
式中、Vrfは、基準室の容積、ラインL2およびL3の容積、ならびに開放後のX2の左または右に移動することができる「ピストン」の移動からもたらされる容積調整を含む基準室システムの最終(均等化後)容積であり、Vriは、「ピストン」が弁X2に位置する状態での基準室ならびにラインL2およびL3の初期(均等化前)容積であり、Pfは、弁X2が開放された後の最終均等化圧力であり、Patmは、弁X2開放前の基準室の初期圧力(この例では大気圧)である。同様に、式4は、圧力均等化前後の制御室システムの容積の関係を与える。
Vrf=Vri(Pf/Patm) -(1/γ) (3)
where Vrf is the final volume of the reference chamber system, including the volume of the reference chamber, the volume of lines L2 and L3, and the volume adjustment resulting from the movement of the "piston" that can move to the left or right of X2 after opening. (after equalization), Vri is the initial (before equalization) volume of the reference chamber and lines L2 and L3 with the "piston" in valve X2, and Pf is the initial (before equalization) volume of the reference chamber and lines L2 and L3 with the "piston" located in valve Patm is the initial pressure in the reference chamber (atmospheric pressure in this example) before valve X2 is opened. Similarly, Equation 4 gives the relationship between the volume of the control room system before and after pressure equalization.

Vdf=Vdi(Pf/Pdi)-(1/γ)(4)
式中、Vdfは、制御室の容積、ラインL0およびL1の容積、ならびに開放後の弁X2の左または右に移動することができる「ピストン」の移動からもたらされる容積調整を含む制御室システムの最終容積であり、Vdiは、「ピストン」が弁X2にある位置する状態での制御室ならびにラインL0およびL1の初期容積であり、Pfは、弁X2が開放された後の最終圧力であり、Pdiは、弁X2開放前の制御室の初期圧力である。
Vdf=Vdi(Pf/Pdi) -(1/γ) (4)
where Vdf is the volume of the control room system, including the volume of the control room, the volume of lines L0 and L1, and the volume adjustment resulting from the movement of the "piston" that can move to the left or right of valve X2 after opening. is the final volume, Vdi is the initial volume of the control chamber and lines L0 and L1 with the "piston" in position in valve X2, Pf is the final pressure after valve X2 is opened, Pdi is the initial pressure in the control chamber before valve X2 is opened.

基準室システムおよび制御室システムの容積は、弁X2が開放され、圧力を均等化した後で、同じ絶対量だけ変化するが、式5に示すように、符号が異なる(たとえば、弁X2が開放したときに容積の変化が「ピストン」の左または右への移動によってもたらされるためである)。 The volumes of the reference room system and the control room system change by the same absolute amount after valve X2 is opened and the pressures equalized, but with different signs, as shown in Equation 5 (e.g., when valve X2 is opened (This is because the change in volume is caused by the movement of the "piston" to the left or right when

ΔVr=(-l)ΔVd(5)
(基準室および制御室の容積の変化は、仮想ピストンの移動のみによるものであることに留意されたい。基準室および制御室は、通常条件下での均等化プロセス中に実際には容積が変化しない)。また、式3からの関係を用いて、基準室システムの容積変化は、以下の式から与えられる。
ΔVr=(-l)ΔVd(5)
(Note that the change in volume of the reference and control chambers is due only to the movement of the virtual piston.The reference and control chambers actually change in volume during the equalization process under normal conditions. do not). Also, using the relationship from Equation 3, the volume change of the reference chamber system is given by the following equation:

ΔVr=Vrf-Vri=Vri(-1+(Pf/Patm)-(1/γ)) (6)
同様に、式4を用いて、制御室システムの容積の変化は、以下の式から与えられる。
ΔVr=Vrf-Vri=Vri(-1+(Pf/Patm) -(1/γ) ) (6)
Similarly, using Equation 4, the change in volume of the control room system is given by:

ΔVd=Vdf-Vdi=Vdi(-1+(Pf/Pdi)-(1/γ)) (7)
Vriが既知であり、PfおよびPatmが測定されるかまたは既知であるため、ΔVrを計算することができ、それは、式5によれば(-)ΔVdと等しいと想定される。したがって、Vdi(基準室との圧力均等化前の制御室システムの容積)は、式7を用いて計算することができる。この実施形態では、Vdiは、L0およびL1が固定および既知の量である、制御室ならびにラインL0およびL1の容積を表す。VdiからL0およびL1を減算して、制御室のみの容積が得られる。上記式7を用いて、たとえば、(たとえば、充填サイクルの最後および排液サイクルの最後の)ポンプ動作の前(Vdi1)および後(Vdi2)の両方で、制御室の容積の変化を求めることができ、したがって、ポンプによって送達される(またはポンプによって取り込まれる)流体の容積の測定値が提供される。たとえば、Vdi1が充填ストローク終了での制御室の容積であり、Vdi2がそれに続く送達ストローク終了での制御室容積である場合、ポンプによって送達される流体の容積は、Vdi2からVdi1を減算することによって推定することができる。この測定は圧力に基づいて行われるため、容積の確定は、完全ポンプストロークに対するか部分的ポンプストロークに対するかに関わらず、ポンプ室181内の膜15/ポンプ制御領域1482の略任意の位置に対して行うことができる。しかしながら、充填スロトーク端および送達ストローク終了で行われる測定は、ポンプ動作および/または流量への影響がほとんどまたはまったくなしに達成することができる。
ΔVd=Vdf-Vdi=Vdi(-1+(Pf/Pdi) -(1/γ)) (7)
Since Vri is known and Pf and Patm are measured or known, ΔVr can be calculated, which is assumed to be equal to (−)ΔVd according to Equation 5. Therefore, Vdi (volume of the control room system before pressure equalization with the reference chamber) can be calculated using Equation 7. In this embodiment, Vdi represents the volume of the control room and lines L0 and L1, where L0 and L1 are fixed and known quantities. Subtracting L0 and L1 from Vdi yields the volume of the control room only. Equation 7 above can be used, for example, to determine the change in control chamber volume both before (Vdi1) and after (Vdi2) pump operation (e.g., at the end of the fill cycle and at the end of the drain cycle). and thus provides a measurement of the volume of fluid delivered by (or taken up by) the pump. For example, if Vdi1 is the control chamber volume at the end of the fill stroke and Vdi2 is the control chamber volume at the end of the subsequent delivery stroke, then the volume of fluid delivered by the pump is determined by subtracting Vdi1 from Vdi2. It can be estimated. Since this measurement is based on pressure, the determination of the volume can be performed for almost any position of the membrane 15/pump control area 1482 in the pump chamber 181, whether for a complete pump stroke or a partial pump stroke. It can be done by However, measurements made at the end of fill stroke talk and end of delivery stroke can be accomplished with little or no effect on pump operation and/or flow rate.

本発明の一態様は、制御室に対して容積を求めることおよび/または他の目的に使用される圧力測定値を特定する技術を含む。たとえば、圧力センサを用いて、制御室内の圧力および基準室内の圧力を検出することができるが、検出された圧力値は、弁の開閉、制御室への圧力導入、基準室の大気圧または他の基準圧力への通気等に応じて変化する可能性がある。また、一実施形態では、制御室と基準室との間の圧力均等化前の時点から均等化後まで断熱系が存在すると想定されるため、時間的に近いタイミングで測定された適切な圧力値を特定することは、誤差を低減させるのを役立つことができる(たとえば、圧力測定で経過する時間が短いほど、システムで交換される熱の量を低減させることができるためである)。したがって、ポンプ等によって送達される容積を求めるために適切な圧力が使用されることを確実にするのに役立つように、測定された圧力値は、注意深く選択される必要がある可能性がある。 One aspect of the present invention includes techniques for identifying pressure measurements used for volume determination and/or other purposes for a control room. For example, a pressure sensor can be used to detect the pressure in the control chamber and the pressure in the reference chamber. It may change depending on ventilation, etc. to the reference pressure of. Also, in one embodiment, it is assumed that an adiabatic system exists between the control room and the reference room from before pressure equalization to after pressure equalization, so that appropriate pressure values measured close in time can be used. can help reduce errors (e.g., because less time elapses in the pressure measurement can reduce the amount of heat exchanged in the system). Therefore, the measured pressure value may need to be carefully selected to help ensure that the appropriate pressure is used to determine the volume delivered by the pump or the like.

上述したように、図43のL3は、通気孔に通じる弁X3を有することができる。いくつかの実施形態では、この通気孔は、大気、または他の実施形態では、別の基準圧力と連通することができる。いくつかの実施形態では、制御室を通気することができるように(たとえば、図38を参照)、弁を介して制御室171Bにこの通気孔を接続することができる。従来の装置では、通気孔を用いて、制御室171Bを、充填ストロークの後の負圧から制御室171Bの正の加圧前の周囲圧力にしていた。これにより、制御室171Bは、圧力源84に接続される前により高い開始圧力になり、したがって、正圧源またはリザーバ84における圧力の消耗が最小限である。その結果、正圧リザーバに供給するポンプは、それほど頻繁に作動しないことが必要である。 As mentioned above, L3 in FIG. 43 can have a valve X3 leading to a vent. In some embodiments, the vent can communicate with the atmosphere, or in other embodiments with another reference pressure. In some embodiments, this vent can be connected to the control chamber 171B via a valve so that the control chamber can be vented (see, eg, FIG. 38). In conventional devices, vents were used to bring the control chamber 171B from negative pressure after the fill stroke to ambient pressure before positive pressurization of the control chamber 171B. This allows the control chamber 171B to have a higher starting pressure before being connected to the pressure source 84, thus minimizing pressure depletion in the positive pressure source or reservoir 84. As a result, the pump feeding the positive pressure reservoir needs to operate less frequently.

一方、その後、すでに正圧である制御室171Bを、FMS測定のために後にチャンバを正に再度加圧する前により低い圧力に通気することは、いくつかのシナリオでは有利である可能性があると判断された。この新たなステップは、圧力源84をその圧力設定値で維持するために追加の作業(たとえば、ポンプ実行時間)が必要であるが、(たとえば、関連するポンプ室との間に通じるラインが閉塞することによる、または部分的閉塞による)背圧からのいかなるあり得る望ましくない影響も軽減するのに役立つように、それを行うことができる。さらに、これは、容積(容積)測定および流体計算の全体的な正確さを向上させるのに役立つことができる。これに対する1つのあり得る理由は、ポンプ室出口弁190(この場合は、空気圧作動式膜弁)は、制御室171Bが正に加圧されたままであるとき、効率的に閉鎖しない可能性があるということである。 On the other hand, it may be advantageous in some scenarios to then vent the already positive pressure control chamber 171B to a lower pressure before positively repressurizing the chamber later for FMS measurements. It was judged. This new step requires additional effort (e.g., pump run time) to maintain the pressure source 84 at its pressure set point (e.g., if the line leading to or from the associated pump chamber is blocked). This can be done to help alleviate any possible undesirable effects from backpressure (due to partial occlusion or due to partial occlusion). Additionally, this can help improve the overall accuracy of volumetric (volume) measurements and fluid calculations. One possible reason for this is that the pump chamber outlet valve 190 (in this case, a pneumatically actuated membrane valve) may not close efficiently when the control chamber 171B remains positively pressurized. That's what it means.

いくつかの実施形態では、サイクラ14の制御システム16は、送達されたかまたは充填された流体容積を求める測定を行う前に、制御室171Bを通気することができる。さらに、いくつかの実施形態では、サイクラ14の制御システム16は、設置されたカセット24に含まれる第2制御室によって圧送動作を行う前に、第1制御室171Bを通気することができる。 In some embodiments, the control system 16 of the cycler 14 may vent the control chamber 171B prior to making measurements to determine the delivered or filled fluid volume. Additionally, in some embodiments, the control system 16 of the cycler 14 may vent the first control chamber 171B prior to performing pumping operations with the second control chamber contained in the installed cassette 24.

図43に示す実施形態例では、この通気または背圧逃しは、弁X2およびX3を開放し弁X1を閉鎖することによって達成することができる。したがって、基準室174を介して通気孔と連通するように、制御室171Bを配置することができる。他の実施形態では、当然ながら、通気孔とより直接連通するように、制御室171Bを配置することができる。たとえば、通気孔と直接連通している流体路に関連づけられた追加の弁を含めることができる。他の任意の好適な構成を使用することも可能である。 In the example embodiment shown in FIG. 43, this venting or backpressure relief can be accomplished by opening valves X2 and X3 and closing valve X1. Therefore, the control chamber 171B can be arranged so as to communicate with the ventilation hole via the reference chamber 174. Of course, in other embodiments, the control chamber 171B can be placed in more direct communication with the vents. For example, additional valves can be included associated with fluid passages that are in direct communication with the vents. Any other suitable configuration may also be used.

いくつかの実施形態では、好適なまたは所定の期間、通気孔と流体連通するように制御室171Bを配置することにより、制御室171Bを通気することができる。他の実施形態では、制御室171Bの通気を制御するために、サイクラ14の制御システム16は、制御室171Bまたは基準室174の一方または両方に関連づけられた(または、たとえば圧力分散モジュール等、制御室に流体的に接続可能な位置にある)圧力センサからのデータを使用することができる。こうした実施形態では、圧力センサからのデータを用いて、制御室171Bが十分に通気されたか否かを判断することができる。制御室171Bが十分に通気されたと判断されると、サイクラ14の制御システム16は、通気孔から制御室171Bを隔離するように適切な弁を閉鎖することができる。制御システム16が、制御室171Bが十分に通気されたと判断するために、制御室171Bの圧力は、必ずしも、通気孔の圧力と完全に均等化する必要はない。 In some embodiments, the control chamber 171B can be vented by placing the control chamber 171B in fluid communication with the vents for a suitable or predetermined period of time. In other embodiments, the control system 16 of the cycler 14 is associated with one or both of the control chamber 171B or the reference chamber 174 (or a control system, such as a pressure dispersion module, etc.) to control venting of the control chamber 171B. Data from a pressure sensor (located in fluid communication with the chamber) can be used. In such embodiments, data from the pressure sensor may be used to determine whether the control chamber 171B is sufficiently vented. Once the control room 171B is determined to be sufficiently vented, the control system 16 of the cycler 14 can close the appropriate valves to isolate the control room 171B from the vent. The pressure in the control chamber 171B does not necessarily need to completely equalize the pressure in the vent for the control system 16 to determine that the control chamber 171B is sufficiently vented.

いくつかの実施形態では、制御室171B内の背圧を逃すために、代わりに、制御室171Bを、適切なまたは所定の期間、負圧源にさらすことができる。こうした実施形態では、圧力源84と連通するように制御室171Bを配置することができる。図43に示す実施形態例では、これは、弁X1を開放し、少なくとも弁X3を閉鎖することによって、達成することができる。正に加圧された制御室171Bの場合、制御室171Bが接続される圧力源は、負圧源であり得る。いくつかの実施形態では、サイクラ14の制御システム16は、短期間、負圧源への弁を開放するのみである場合がある。短期間は、制御室171B内の圧力を、圧力源と均等化することができる前に所定値の所定範囲内(例では、これは、およそ大気圧であり得る)にするために十分な時間であり得る。他の実施形態では、同じ効果をもたらすように、弁X1を調整することができる。それが可変弁である場合、コントローラによってそのオリフィス開口部を調整することができ、バイナリ弁である場合、コントローラは、たとえばパルス幅変調を用いて、弁を横切る圧力送達の速度および大きさを調整することができる。 In some embodiments, control chamber 171B may instead be exposed to a source of negative pressure for a suitable or predetermined period of time to vent backpressure within control chamber 171B. In such embodiments, control chamber 171B may be placed in communication with pressure source 84. In the example embodiment shown in FIG. 43, this can be accomplished by opening valve X1 and closing at least valve X3. In the case of a positively pressurized control chamber 171B, the pressure source to which the control chamber 171B is connected may be a negative pressure source. In some embodiments, the control system 16 of the cycler 14 may only open the valve to the negative pressure source for short periods of time. The short period is sufficient time to bring the pressure within the control chamber 171B within a predetermined range of predetermined values (in the example, this may be approximately atmospheric pressure) before it can equalize with the pressure source. It can be. In other embodiments, valve X1 can be adjusted to provide the same effect. If it is a variable valve, its orifice opening can be adjusted by the controller, and if it is a binary valve, the controller can adjust the rate and magnitude of pressure delivery across the valve, for example using pulse width modulation. can do.

説明のために、図44は、弁X2の開放前の時点から、弁X2が開放されてチャンバ内の圧力を均等化させて幾分かの時間の後までの、制御室および基準室に対する例示的な圧力値のプロットを示す。この例示的な実施形態では、制御室内の圧力は、均等化前の基準室内の圧力よりも高いが、制御室圧力は、充填ストローク中および/または充填ストローク終了等、いくつかの構成における均等化前の基準室圧力よりも低い場合があることが理解されるべきである。また、図44におけるプロットは、均等化圧力に印を付けた水平線を示すが、この線は明確にするためにのみ示されていることが理解されるべきである。均等化圧力は、概して、弁X2の開放前には知られることはない。この実施形態では、圧力センサは、制御室および基準室の両方に対して約2000Hzのレートで圧力を検出するが、他の適切なサンプリングレートを使用することができる。弁X2の開放前に、制御室および基準室内の圧力はおよそ一定であり、チャンバ内にはいかなる空気または他の流体も導入されていない。したがって、弁X1およびX3は、概して、弁X2の開放前に閉鎖される。また、ポンプ室、液体供給源または液体出口における圧力変動の影響を阻止するために、弁ポート190および192等、ポンプ室内に通じる弁を閉鎖することができる。 For purposes of illustration, FIG. 44 shows an example diagram for the control and reference chambers from a time before opening of valve X2 to some time after valve X2 has been opened to equalize the pressure in the chamber. shows a plot of typical pressure values. In this exemplary embodiment, the pressure within the control chamber is higher than the pressure within the reference chamber prior to equalization; however, the control chamber pressure may be higher than the pressure within the reference chamber prior to equalization; It should be understood that it may be lower than the previous reference chamber pressure. Also, although the plot in FIG. 44 shows a horizontal line marking the equalization pressure, it should be understood that this line is shown for clarity only. The equalization pressure is generally not known before opening of valve X2. In this embodiment, the pressure sensor detects pressure at a rate of approximately 2000 Hz for both the control and reference chambers, although other suitable sampling rates can be used. Before the opening of valve X2, the pressure in the control and reference chambers is approximately constant and no air or other fluid is introduced into the chambers. Therefore, valves X1 and X3 are generally closed before opening of valve X2. Additionally, valves leading into the pump chamber, such as valve ports 190 and 192, may be closed to prevent the effects of pressure fluctuations in the pump chamber, liquid source, or liquid outlet.

最初に、測定された圧力データは、制御室および基準室に対する初期圧力、すなわちPdおよびPrを特定するように処理される。1つの例示的な実施形態では、初期圧力は、測定された圧力データで使用される10ポイントスライディングウィンドウの解析に基づいて特定される。この解析は、たとえば最小二乗法を用いて、各ウィンドウ(またはセット)内のデータに対する最良適合線を生成し、最良適合線の傾きを求めることを含む。たとえば、新しい圧力が制御室または基準室に対して測定されるたびに、最新の測定値および9個の先の圧力測定値を含むデータセットに対して、最小二乗適合線を求めることができる。このプロセスは、圧力データのいくつかのセットに対して繰り返すことができ、最小二乗適合線の傾きが最初に負(または非ゼロ)になり、後続のデータセットに対してさらに負の方に進み(またはゼロの傾きから逸脱し)続けるときに関して、判断を行うことができる。最小二乗適合線が好適な増加する非ゼロの傾きを有し始める点を用いて、チャンバの初期圧力、すなわち弁X2が開放される前の時点での圧力を特定することができる。 First, the measured pressure data is processed to determine the initial pressures, ie, Pd and Pr, for the control and reference chambers. In one exemplary embodiment, the initial pressure is determined based on analysis of a 10 point sliding window used on the measured pressure data. This analysis involves generating a line of best fit for the data in each window (or set) using, for example, a least squares method and determining the slope of the line of best fit. For example, each time a new pressure is measured for a control or reference room, a least squares fit line can be determined for a data set that includes the most recent measurement and nine previous pressure measurements. This process can be repeated for several sets of pressure data, with the slope of the least-squares fit line first becoming negative (or non-zero) and progressing further to the negative for subsequent data sets. A judgment can be made as to when to continue (or deviate from zero slope). The point at which the least squares fit line begins to have a suitable increasing non-zero slope can be used to determine the initial pressure in the chamber, ie, the pressure at the time before valve X2 is opened.

一実施形態では、基準室および制御室に対する初期圧力値は、連続した5個のデータセットの最後にあると判断することができ、そこでは、それらのデータセットに対する最良適合線の傾きは、第1データセットから第5データセットまで増加し、第1データセットに対する最良適合線の傾きが、最初は非ゼロになる(すなわち、第1データセットに先行するデータセットに対する最良適合線の傾きが、ゼロであるかまたは十分に非ゼロではない)。たとえば、圧力センサは、弁X2が開放する前の時点で開始して、1/2ミリ秒毎に(または他のサンプリングレート)サンプリングすることができる。圧力測定値が行われる度に、サイクラ14は、先の9個の測定値とともに最新の測定値を取得し、セット内の10個のデータ点に対する最良適合線を生成することができる。次の圧力測定値を取得する際に(たとえば、1/2ミリ秒後)、サイクラ14は、9個の先の測定値とともに測定値を取得し、再度、セット内の10点に対する最良適合線を生成することができる。このプロセスを繰り返すことができ、サイクラ14は、1セット10個のデータ点に対する最良適合線の傾きが最初に非ゼロになる(または他の方法で、好適に傾斜する)とき、たとえば、10個のデータ点の5個の後続のセットに対する最良適合線の傾きが後のデータセット各々に応じて増大することを確定することができる。使用する所定の圧力測定値を特定するために、1つの技法は、制御室または基準室に対する初期圧力、すなわちPdまたはPrとして使用される測定値として、第5データセット(すなわち、最良適合線が一貫した傾きで増大していることが分かり、第1測定値が時間的に最も早く取得された圧力測定値である、第5データセット)の中の第3測定値を選択することである。この選択は、経験的方法を使用して、たとえば、圧力測定値をプロットし、次いで、圧力が均等化プロセスを開始した時点を最適に表わす点を選択することにより、選択された。当然ながら、適切な初期圧力を選択するために他の技法を使用することができる。 In one embodiment, the initial pressure values for the reference and control rooms may be determined to be at the end of five consecutive data sets, where the slope of the best fit line for those data sets is 1 data set to a fifth data set, and the slope of the line of best fit for the first data set is initially non-zero (i.e., the slope of the line of best fit for the data set preceding the first data set is zero or not sufficiently non-zero). For example, the pressure sensor may sample every 1/2 millisecond (or other sampling rate) starting at a time before valve X2 opens. Each time a pressure measurement is taken, cycler 14 can take the most recent measurement along with the previous nine measurements and generate a best fit line for the ten data points in the set. Upon taking the next pressure measurement (e.g., 1/2 millisecond later), the cycler 14 takes the measurement along with the nine previous measurements and again uses the best fit line for the 10 points in the set. can be generated. This process may be repeated, and the cycler 14 determines, e.g. It can be determined that the slope of the best fit line for five subsequent sets of data points increases with each subsequent data set. To identify a predetermined pressure measurement to use, one technique is to use a fifth data set (i.e., the best fit line is selecting a third measurement value in the fifth data set) that is found to increase with a consistent slope and the first measurement being the pressure measurement taken earliest in time. This choice was made using an empirical method, for example, by plotting the pressure measurements and then selecting the point that best represents the point at which the pressure begins the equalization process. Of course, other techniques can be used to select an appropriate initial pressure.

1つの例示的な実施形態では、選択されたPdおよびPrの測定が行われた時点が、所望の時間閾値内、たとえば、互いの1~2ミリ秒以内にあったことを、確認することができる。たとえば、上述した技法を用いて、制御室圧力および基準室圧力が解析され、圧力均等化が開始される直前に圧力測定値(したがって、時点)が特定される場合、圧力が測定された時点は、互いに比較的接近しているべきである。そうでなければ、圧力測定値の一方または両方を無効にする誤差または他の障害条件があった可能性がある。PdおよびPrが発生した時点が適切に互いに接近していることを確認することによって、サイクラ14は、初期圧力が適切に特定されたと確認することができる。 In one exemplary embodiment, it is possible to verify that the time points at which the selected Pd and Pr measurements were taken were within a desired time threshold, e.g., within 1-2 milliseconds of each other. can. For example, if control and reference chamber pressures are analyzed using the techniques described above and a pressure measurement (and thus a point in time) is determined just before pressure equalization begins, then the point in time at which the pressure was measured is , should be relatively close to each other. Otherwise, there may have been an error or other fault condition that invalidated one or both of the pressure measurements. By verifying that the points at which Pd and Pr occur are appropriately close to each other, cycler 14 can confirm that the initial pressure has been properly determined.

チャンバに対する測定された圧力を用いてポンプ室容積を確実に求めることができるように、制御室171Bおよび基準室174内の圧力が均等化したときを特定するために、サイクラ14は、制御室および基準室の両方に対する圧力測定値からの一連のデータ点を含むデータセットを解析し、データセットの各々に対する最良適合線を(たとえば、最小二乗法を使用して)求め、制御室171B用のデータセットおよび基準室174用のデータセットに対する最良適合線の傾きが、最初に適切に互いに類似する、たとえば、傾き両方ともゼロに近いかまたは互いの閾値内にある値を有するときを特定することができる。最良適合線の傾きが類似するかまたはゼロに近いとき、圧力は、均等化したと判断することができる。いずれかのデータセット用の第1圧力測定値を、最終均等化圧力、すなわちPfとして使用することができる。1つの例示的な実施形態では、圧力均等化が、弁X2が開放された後、概して約200ミリ秒~400ミリ秒以内に発生し、均等化の大部分が、約50ミリ秒以内に発生したことが分かった。したがって、制御室171Bおよび基準室174内の圧力は、弁X2が開放される前の時点から均等化が達成される時点まで、均等化処理全体の間におよそ400回~800回以上の回数、サンプリングすることができる。 To identify when the pressures in the control chamber 171B and the reference chamber 174 have equalized so that the measured pressure on the chamber can be used to reliably determine the pump chamber volume, the cycler 14 Analyze a data set containing a series of data points from pressure measurements for both reference chambers, determine a best fit line (e.g., using least squares) for each of the data sets, and determine the data for control room 171B. It is possible to identify when the slopes of the best-fit lines for the dataset and the reference chamber 174 are initially suitably similar to each other, e.g., when the slopes both have values close to zero or within a threshold of each other. can. When the slopes of the best fit lines are similar or close to zero, the pressure can be determined to have equalized. The first pressure measurement for either data set can be used as the final equalized pressure, or Pf. In one exemplary embodiment, pressure equalization generally occurs within about 200 to 400 milliseconds after valve X2 is opened, with the majority of equalization occurring within about 50 milliseconds. I found out that I did it. Therefore, the pressure in control chamber 171B and reference chamber 174 increases approximately 400 to 800 or more times during the entire equalization process, from the time before valve X2 is opened until the time equalization is achieved. Can be sampled.

場合によっては、代替的なFMS技法を用いて、制御室171B容積測定の正確さを向上させることが望ましい場合がある。圧送されている液体と制御室171B気体と基準室気体との間の温度の実質的な差は、圧力均等化が断熱的に発生するという想定に基づいた計算に著しい誤差を導入する可能性がある。制御室171Bと基準室174との間の十分な圧力均等化まで圧力測定を行なうのを待機することは、過剰な量の熱伝達を発生させる可能性がある。本発明の一態様では、互いに実質的に同等でない、すなわち、完全な均等化が発生する前に測定される、ポンプ室181および基準室の圧力値を用いて、ポンプ室容積を求めることができる。 In some cases, it may be desirable to use alternative FMS techniques to improve the accuracy of control room 171B volume measurements. Substantial differences in temperature between the liquid being pumped and the control chamber 171B gas and the reference chamber gas can introduce significant errors into calculations based on the assumption that pressure equalization occurs adiabatically. be. Waiting to take pressure measurements until there is sufficient pressure equalization between control chamber 171B and reference chamber 174 may generate an excessive amount of heat transfer. In one aspect of the invention, pump chamber 181 and reference chamber pressure values that are not substantially equivalent to each other, i.e., measured before complete equalization has occurred, may be used to determine the pump chamber volume. .

一実施形態では、弁X2の開放から完全な圧力均等化を通して均等化期間全体にわたってチャンバ圧力を測定し、断熱計算に対する均等化期間中にサンプリング点を選択することによって、熱伝達を最小限にすることができ、断熱演算誤差を低減させることができる。APDシステムの一実施形態では、制御室171Bと基準室174との間の全な圧力均等化の前に取得される、測定されたチャンバ圧力を用いて、ポンプ室181容積を求めることができる。一実施形態では、これらの圧力値は、チャンバが最初に流体的に接続され、均等化が開始されてから約50ミリ秒後に測定することができる。上述したように、一実施形態では、完全な均等化は、弁X2が開放されてから約200ミリ秒~400ミリ秒後に発生する可能性がある。したがって、測定された圧力は、弁X2が開放された(または、均等化が開始された)後の時点で取得することができ、それは、均等化期間全体の約10%~50%以下である。言い換えれば、測定された圧力は、圧力均等化の50%~70%が発生した時点で取得することができる(すなわち、基準室174およびポンプ室181圧力は、初期チャンバ圧力と最終均等化圧力との間の差の約50%~70%変化した。コンピュータ対応のコントローラを用いて、均等化期間中に、制御室および基準室内の実質的な回数の圧力測定を行い、格納し、解析することができる(たとえば、40回~100回の個々の圧力測定)。均等化期間の最初の50ミリ秒間にサンプリングされた時点のうち、断熱計算を行なうための理論上最適化されたサンプリング点がある(たとえば、最適化されたサンプリング点が、弁X2が開放して約50ミリ秒後で発生する、図44を参照されたい)。最適化されたサンプリング点は、2つのチャンバの気体容積間の熱伝達を最小限にするように、弁X2の開放の後の十分に早い時点で発生するが、圧力センサの特性と弁作動の遅延とによる圧力測定の著しい誤差を導入するほど早い時点では発生しない。しかしながら、図44に示すように、ポンプ室および基準室に対する圧力は、この時点では互いに実質的に同等ではない可能性があり、したがって、均等化は完了していない可能性がある。(場合によっては、弁X2の開放の直後に確実な圧力測定値を取得することが技術的に困難である可能性があり、それは、たとえば、圧力センサの固有の不正確さ、弁X2を完全に開放するために必要な時間、および、弁X2の開放の直後の制御室171Bまたは基準室174の一方の圧力の急激な初期変化等のためである)。 In one embodiment, heat transfer is minimized by measuring chamber pressure throughout the equalization period from opening of valve X2 through full pressure equalization and selecting sampling points during the equalization period for adiabatic calculations. It is possible to reduce adiabatic calculation errors. In one embodiment of the APD system, the measured chamber pressure, obtained before any pressure equalization between the control chamber 171B and the reference chamber 174, can be used to determine the pump chamber 181 volume. In one embodiment, these pressure values can be measured approximately 50 milliseconds after the chambers are first fluidically connected and equalization is initiated. As mentioned above, in one embodiment, complete equalization may occur approximately 200 milliseconds to 400 milliseconds after valve X2 is opened. Therefore, the measured pressure can be obtained at a time after valve X2 is opened (or equalization has started), which is no more than about 10% to 50% of the total equalization period. . In other words, the measured pressure can be taken at the point where 50% to 70% of the pressure equalization has occurred (i.e., the reference chamber 174 and pump chamber 181 pressures are different from the initial chamber pressure and the final equalization pressure. A computer-enabled controller is used to take, store, and analyze a substantial number of pressure measurements in the control room and reference room during the equalization period. (e.g. 40 to 100 individual pressure measurements).There is a theoretically optimized sampling point for performing adiabatic calculations among the time points sampled during the first 50 ms of the equalization period. (See, for example, FIG. 44, where the optimized sampling point occurs approximately 50 milliseconds after valve X2 opens.) The optimized sampling point occurs between the gas volumes of the two chambers. Occurs early enough after opening of valve X2 to minimize heat transfer, but early enough to introduce significant errors in pressure measurement due to pressure sensor characteristics and valve actuation delays. However, as shown in Figure 44, the pressures on the pump chamber and reference chamber may not be substantially equal to each other at this point, and therefore equalization may not be complete. In some cases, it may be technically difficult to obtain a reliable pressure measurement immediately after the opening of valve X2, due to, for example, the inherent inaccuracy of the pressure sensor, This is due to the time required for opening and the sudden initial change in pressure in either the control chamber 171B or the reference chamber 174 immediately after the opening of the valve X2, etc.).

圧力均等化の間、制御室171Bおよび基準室174に対する最終圧力が同じでないとき、式2は以下のようになる。
PriVriγ+PdiVdiγ=定数=PrfVrfγ+PdfVdfγ(8)
式中、Pri=弁X2を開放する前の基準室内の圧力、Pdi=弁X2を開放する前の制御室の圧力、Prf=最終基準室圧力、Pdf=最終制御室圧力である。
During pressure equalization, when the final pressures for control chamber 171B and reference chamber 174 are not the same, Equation 2 becomes:
PriVri γ + PdiVdi γ = constant = PrfVrf γ + PdfVdf γ (8)
In the formula, Pri=pressure in the reference chamber before opening valve X2, Pdi=pressure in the control chamber before opening valve X2, Prf=final reference chamber pressure, and Pdf=final control chamber pressure.

最適化アルゴリズムを用いて、ΔVdおよびΔVrの絶対値間の差が均等化期間にわたって最小化(または所望の閾値未満に)される圧力均等化期間中の時点を選択することができる。(断熱過程では、この差は、式5によって示すように、理想的にはゼロであるべきである。図104では、ΔVdおよびΔVrの絶対値間の差が最小化される時点は、50ミリ秒の線で発生し、そこには「最終圧力が特定された時点」とマークされている)。最初に、制御室および基準室から、弁X2の開放と最終圧力均等化との間の複数点j=1~nにおいて、圧力データを収集することができる。Vri、すなわち、圧力均等化前の基準室システムの固定容積は既知であるため、Vrj(弁X2が開放された後のサンプリング点jでの基準室システム容積)に対する後続の値は、均等化曲線に沿った各サンプリング点Prjで式3を用いて計算することができる。Vrjのこうした値の各々に対して、ΔVdに対する値は、式5および式7を用いて計算することができ、それにより、Vrjの各値は、Vdij、Vdiに対する推定値、圧力均等化前の制御室システムの容積をもたらす。Vrjの各値およびVdijのその対応する値を用いて、かつ、式3および式4を用いて、均等化曲線に沿った各圧力測定点において、ΔVdおよびΔVrの絶対値の差を計算することができる。これらの差の二乗の和は、Vrjの各値およびその対応するVdijに対する圧力均等化の間のVdiの計算値における誤差の測定値を提供する。|ΔVd|および|ΔVr|の二乗差の最小和をもたらす基準室圧力をPrf、その関連する基準室容積をVrfとして示すと、Vrfに対応するデータ点PrfおよびPdfを用いて、Vdiの最適化された推定値、すなわち制御室システム初期容積を計算することができる。 An optimization algorithm can be used to select a point during the pressure equalization period at which the difference between the absolute values of ΔVd and ΔVr is minimized (or below a desired threshold) over the equalization period. (In an adiabatic process, this difference should ideally be zero, as shown by Equation 5. In Figure 104, the point at which the difference between the absolute values of ΔVd and ΔVr is minimized is 50 mm. (occurs at the second line, where it is marked ``When the final pressure is determined''). Initially, pressure data can be collected from the control room and the reference room at multiple points j=1 to n between the opening of valve X2 and the final pressure equalization. Since Vri, i.e. the fixed volume of the reference chamber system before pressure equalization, is known, the subsequent value for Vrj (reference chamber system volume at sampling point j after valve X2 is opened) is determined by the equalization curve can be calculated using Equation 3 at each sampling point Prj along . For each such value of Vrj, the value for ΔVd can be calculated using Equation 5 and Equation 7, such that each value of Vrj is equal to Vdij, the estimated value for Vdi, Bringing the volume of the control room system. Using each value of Vrj and its corresponding value of Vdij and using Equation 3 and Equation 4, calculate the difference in the absolute values of ΔVd and ΔVr at each pressure measurement point along the equalization curve. I can do it. The sum of the squares of these differences provides a measure of the error in the calculated value of Vdi during pressure equalization for each value of Vrj and its corresponding Vdij. Let Prf be the reference chamber pressure that yields the minimum sum of the squared differences of |ΔVd| and |ΔVr|, and let its associated reference chamber volume be Vrf, then optimize Vdi using the data points Prf and Pdf corresponding to Vrf. The estimated value, i.e., the control room system initial volume, can be calculated.

PdfおよびPrfに対する最適化された値を補足する均等化曲線上場所を求める1つの方法は、以下の通りである。
1)制御室および基準室から、弁X2を開放する直前に開始し、PrおよびPdが等しい値に近づいている状態で終了する一連の圧力データセットを収集する。Priが、捕捉された最初の基準室圧力である場合には、図104における後続するサンプリング点は、Prj=Pr1,Pr2,...Prnと称される。
One way to find a location on the equalization curve that complements the optimized values for Pdf and Prf is as follows.
1) Collect a series of pressure data sets from the control room and the reference room starting just before opening valve X2 and ending with Pr and Pd approaching equal values. If Pri is the first reference chamber pressure captured, subsequent sampling points in FIG. 104 are Prj=Pr1, Pr2, . .. .. It is called Prn.

2)式6を用いて、Priの後の各Prjについて、対応するΔVrjを計算する(ここで、jは、Priの後のj番目の圧力データ点を表す)。
ΔVrj=Vrj-Vri=Vri(-1+(Prj/Pri)-(1/γ)
3)こうしたΔVrj各々について、式7を用いて、対応するVdijを計算する。
たとえば、
ΔVr1=Vri*(-1+(Pr1/Pri)-(1/γ)
ΔVd1=-ΔVr1
したがって、
Vdi1=ΔVd1/(-1+(Pd1/Pdi)-(1/γ)
Vdin=ΔVdn/(-1+(Pdn/Pdi)-(1/γ)
圧力均等化の間に、1セットのn個の制御室システム初期容積(Vdi1~Vdin)を、基準室圧力データ点のセットPr1~Prnに基づいて計算し、このとき、圧力均等化期間全体にわたる制御室システム初期容積(Vdi)の最適化された測定値をもたらす時点(f)を選択することができる。
2) For each Prj after Pri, calculate the corresponding ΔVrj using Equation 6 (where j represents the jth pressure data point after Pri).
ΔVrj=Vrj-Vri=Vri(-1+(Prj/Pri) -(1/γ) )
3) For each such ΔVrj, calculate the corresponding Vdij using Equation 7.
for example,
ΔVr1=Vri*(-1+(Pr1/Pri) -(1/γ) )
ΔVd1=-ΔVr1
therefore,
Vdi1=ΔVd1/(-1+(Pd1/Pdi) -(1/γ) )
Vdin=ΔVdn/(-1+(Pdn/Pdi) -(1/γ) )
During pressure equalization, a set of n control room system initial volumes (Vdi1 to Vdin) are calculated based on a set of reference room pressure data points Pr1 to Prn, over the entire pressure equalization period. A time point (f) can be selected that results in an optimized measurement of the control room system initial volume (Vdi).

4)式7を用いて、Vdi1~Vdinの各々について、時点k=1~nに対する制御室圧力測定値Pdを用いてすべてのΔVdj,kを計算する。
Pr1に対応するVdiに対して、
ΔVd1,1=Vdi1*(-1+(Pd1/Pdi)-(1/γ)
ΔVd1,2=Vdi1*(-1+(Pd2/Pdi)-(1/γ)
ΔVd1,n=Vdi1*(-1+(Pdn/Pdi)-(1/γ)
Prnに対応するVdiに対して、
ΔVdn,l=Vdin*(-1+(Pd1/Pdi)-(1/γ)
ΔVdn,2=Vdin*(-1+(Pd2/Pdi)-(1/γ)
ΔVdn,n=Vdin*(-1+(Pdn/Pdi)-(1/γ)
5)ΔVrおよびΔVdj,kの絶対値間の二乗誤差和を取る。
4) Using Equation 7, calculate all ΔVdj,k using control chamber pressure measurements Pd for time points k=1-n for each of Vdi1-Vdin.
For Vdi corresponding to Pr1,
ΔVd1,1=Vdi1*(-1+(Pd1/Pdi) -(1/γ) )
ΔVd1,2=Vdi1*(-1+(Pd2/Pdi) -(1/γ) )
ΔVd1,n=Vdi1*(-1+(Pdn/Pdi) -(1/γ) )
For Vdi corresponding to Prn,
ΔVdn, l=Vdin*(-1+(Pd1/Pdi) -(1/γ) )
ΔVdn, 2=Vdin*(-1+(Pd2/Pdi) -(1/γ) )
ΔVdn, n=Vdin*(-1+(Pdn/Pdi) -(1/γ) )
5) Calculate the sum of squared errors between the absolute values of ΔVr and ΔVdj,k.

Figure 0007378491000001
Figure 0007378491000001

[S1は、第1データ点Pr1を用いてVr1およびΔVrからVdi、すなわち、制御チャンバシステムの初期容積を求めるときの、均等化期間中のすべてのデータ点にわたって、|ΔVd|-|ΔVr|の二乗誤差和を表す。] [S1 is the value of |ΔVd|−|ΔVr| over all data points during the equalization period when determining Vdi from Vr1 and ΔVr using the first data point Pr1, that is, the initial volume of the control chamber system. Represents the sum of squared errors. ]

Figure 0007378491000002
Figure 0007378491000002

[S2は、第2データ点Pr2を用いてVr2およびΔVrからVdi、すなわち、制御室システムの初期容積を求めるときの、均等化期間中のすべてのデータ点にわたって、|ΔVr|-|ΔVd|の二乗誤差和を表す。] [S2 is the calculation of |ΔVr|−|ΔVd| over all data points during the equalization period when determining Vdi from Vr2 and ΔVr using the second data point Pr2, that is, the initial volume of the control room system. Represents the sum of squared errors. ]

Figure 0007378491000003
Figure 0007378491000003

6)次いであるテップ5から最小二乗誤差和S(または所望の閾値未満の値)を生成するPr1とPrnとの間のPrデータ点は、選択されたPrfとなり、そこから、Pdf、およびVdiの最適化された推定値、すなわち、制御室初期容積を求めることができる。この例では、Pdfが、Prfと同時にまたは略同時に発生する。 6) Then the Pr data point between Pr1 and Prn that produces the least squared error sum S (or a value less than the desired threshold) from some step 5 becomes the selected Prf, from which Pdf, and Vdi An optimized estimate, ie, an initial control room volume, can be determined. In this example, Pdf occurs at or near the same time as Pr.

7)制御室容積の推定値が望まれるときにはいつでも、上記手続きを適用することができるが、好ましくは各充填ストローク終了および各供給ストローク終了に適用されることができる。充填ストロークの終了での最適化されたVdiと、対応する送達ストロークの終了での最適化されたVdiとの間の差を用いて、ポンプによって送達される液体の容積を推定することができる。 7) The above procedure can be applied whenever an estimate of the control chamber volume is desired, but preferably at the end of each fill stroke and at the end of each feed stroke. The difference between the optimized Vdi at the end of the fill stroke and the optimized Vdi at the end of the corresponding delivery stroke can be used to estimate the volume of liquid delivered by the pump.

空気検出
本発明の別の態様は、ポンプ室181内の空気の存在と、存在する場合は、存在する空気の容積とを判断することを含む。こうした判断は、たとえば、カセット24から空気を除去するようにプライミング手順が適切に行なわれたことを確実にするのに役立ち、かつ/または、空気が患者に送達されないことを確実にするのに役立つために重要である可能性がある。いくつかの実施形態では、たとえば、ポンプ室181の底部の下部開口部187を通して患者に流体を送達するとき、ポンプ室に閉じ込められた空気または他の気体は、ポンプ室181内に残る傾向がある可能性があり、その気体の容積がポンプ室181の有効デッドスペースの容積よりも大きくない限り、患者に圧送されることが阻止される。後述するように、本発明の態様に従って、ポンプ室181に含まれる空気または他の気体の容積を求めることができ、気体の容積がポンプ室181の有効デッドスペースの容積よりも大きくなる前に、ポンプ室181から気体をパージすることができる。
Air Detection Another aspect of the present invention includes determining the presence of air within pump chamber 181 and, if present, the volume of air present. Such determinations may help ensure that the priming procedure was performed properly to remove air from the cassette 24, for example, and/or may help ensure that no air is delivered to the patient. may be important for In some embodiments, for example, when delivering fluid to a patient through the lower opening 187 at the bottom of the pump chamber 181, air or other gases trapped in the pump chamber tend to remain within the pump chamber 181. The gas is prevented from being pumped to the patient unless the volume of the gas is greater than the volume of the effective dead space of the pump chamber 181. As discussed below, in accordance with aspects of the invention, the volume of air or other gas contained in pump chamber 181 may be determined before the volume of gas becomes greater than the volume of effective dead space in pump chamber 181. Gas can be purged from the pump chamber 181.

ポンプ室181内の空気の量の判断は、充填ストロークの終了に行うことができ、したがって、圧送プロセスを中断することなく行なうことができる。たとえば、膜15およびポンプ制御領域1482がカセット24から引き離され、それにより、膜15/領域1482が制御室171の壁と接触することになる充填ストロークの終了では、弁X2を閉鎖することができ、たとえば、弁X3を開放することによって、基準室を大気圧に通気することができる。その後、弁X1およびX3を閉鎖することができ、弁X2において仮想「ピストン」が固定される。次いで、弁X2を開放することができ、制御室の容積を求めるように圧力測定を行なう場合に上述したように、制御室および基準室内の圧力を均等化することができる。 Determination of the amount of air in the pump chamber 181 can be made at the end of the filling stroke and thus without interrupting the pumping process. For example, at the end of the filling stroke when the membrane 15 and pump control area 1482 are pulled away from the cassette 24 so that the membrane 15/area 1482 comes into contact with the wall of the control chamber 171, valve X2 can be closed. , for example, by opening valve X3, the reference chamber can be vented to atmospheric pressure. Valves X1 and X3 can then be closed, fixing the virtual "piston" in valve X2. Valve X2 can then be opened and the pressure in the control and reference chambers equalized as described above when taking pressure measurements to determine the volume of the control chamber.

ポンプ室181内に気泡がない場合、基準室システムの既知の初期容積と基準室の初期圧力とを使用して求められた、基準室の容積の変化、すなわち、仮想「ピストン」の移動による変化は、制御室システムの既知の初期容積と制御室内の初期圧力とを用いて求められた制御室の容積の変化と等しくなる。(制御室の初期容積は、膜15/制御領域1482が制御室の壁と接触しているか、または、ポンプ室181のスペーサ要素50と接触している状態で既知であり得る。)しかしながら、ポンプ室181内に空気が存在する場合、制御室の容積の変化は、実際には、制御室容積とポンプ室181内の気泡との間で分散される。その結果、制御室システムの既知の初期容積を用いる、計算された制御室に対する容積の変化は、基準室に対する計算された容積の変化と等しくはならず、したがって、ポンプ室内の空気の存在が通知される。 If there are no air bubbles in the pump chamber 181, the change in volume of the reference chamber determined using the known initial volume of the reference chamber system and the initial pressure of the reference chamber, i.e., due to movement of the virtual "piston" is equal to the change in control room volume determined using the known initial volume of the control room system and the initial pressure in the control room. (The initial volume of the control chamber may be known with the membrane 15/control region 1482 in contact with the wall of the control chamber or with the spacer element 50 of the pump chamber 181.) However, the pump When air is present within chamber 181, the change in control chamber volume is actually distributed between the control chamber volume and the air bubble within pump chamber 181. As a result, using a known initial volume of the control room system, the calculated volume change for the control room will not be equal to the calculated volume change for the reference room, and therefore the presence of air in the pump chamber will not be detected. be done.

ポンプ室181内に空気がある場合、制御室システムの初期容積Vdiは、実際には、式9に示すように、制御室ならびにラインL0およびL1の容積の和(Vdfixと呼ぶ)+ポンプ室181内の気泡の初期容積(Vbiと呼ぶ)に等しい。 If there is air in the pump chamber 181, the initial volume Vdi of the control room system is actually the sum of the volumes of the control chamber and lines L0 and L1 (referred to as Vdfix) + pump chamber 181, as shown in Equation 9. is equal to the initial volume of the bubble within (referred to as Vbi).

Vdi=Vbi+Vdfix(9)
充填ストロークの終了において膜15/制御領域1482が制御室の壁に対して
押圧された状態で、たとえば、制御室壁の溝または他の特徴の存在、ならびに、ラインL0およびL1の容積(合わせてVdfix)による、制御室内の任意の空気空間の容積は、きわめて正確に知ることができる。(同様に、膜15/制御領域1482がポンプ室181のスペーサ要素50に対して押圧された状態で、制御室ならびにラインL0およびL1の容積を正確に知ることができる)。充填ストロークの後、制御室システムの容積は、正圧の制御室プリチャージを用いて試験される。この試験された容積と充填ストロークの終了での試験された容積との間のいかなる相違も、ポンプ室内の空気の容積を示すことができる。式9から式7に代入して、制御室の容積の変化ΔVdが、以下の式によって与えられる。
Vdi=Vbi+Vdfix(9)
With the membrane 15/control area 1482 pressed against the control chamber wall at the end of the filling stroke, for example, the presence of grooves or other features in the control chamber wall and the volume of lines L0 and L1 (together Vdfix), the volume of any air space in the control room can be known with great accuracy. (Likewise, with the membrane 15/control area 1482 pressed against the spacer element 50 of the pump chamber 181, the volume of the control chamber and lines L0 and L1 can be precisely known). After the fill stroke, the volume of the control room system is tested using a positive pressure control room precharge. Any difference between this tested volume and the tested volume at the end of the fill stroke can indicate the volume of air within the pump chamber. By substituting Equation 9 into Equation 7, the change in volume of the control room ΔVd is given by the following equation.

ΔVd=(Vbi+Vdfix)(-1+(Pdf/Pdi)-(1/γ))(10)
ΔVrは式6から計算することができ、式5から、ΔVr=(-1)ΔVdであること
が分かるため、式10は、以下のように書き換えることができる。
ΔVd=(Vbi+Vdfix)(-1+(Pdf/Pdi) -(1/γ) )(10)
ΔVr can be calculated from Equation 6, and from Equation 5 it can be seen that ΔVr=(−1)ΔVd, so Equation 10 can be rewritten as follows.

(-l)ΔVr=(Vbi+Vdfix)(-1+(Pdf/Pdi)-(1/γ))(11)
そして、再び、以下のように書き換えることができる。
(-l)ΔVr=(Vbi+Vdfix)(-1+(Pdf/Pdi) -(1/γ) )(11)
And again, it can be rewritten as follows.

Vbi=(-1)ΔVr/(-l+(Pdf/Pdi)-(1/γ))-Vdfix(12)
したがって、サイクラ14は、式12を用いて、ポンプ室181内に空気があるか否か、かつ泡のおよその容積を求めることができる。この気泡容積の計算は、たとえば、(式6から求められるような)ΔVrおよび(Vdi=Vdfixを用いて式7から求められるような)ΔVdの絶対値が、互いに等しくないことが分かった場合に、行なうことができる。すなわち、ポンプ室181内に空気が存在しない場合、VdiはVdfixと等しくなるべきであり、したがって、Vdiの代わりにVdfixを用いて式7から与えられるΔVdの絶対値は、ΔVrと等しくなる。
Vbi=(-1)ΔVr/(-l+(Pdf/Pdi) -(1/γ) )-Vdfix(12)
Therefore, cycler 14 can use Equation 12 to determine whether there is air in pump chamber 181 and the approximate volume of the bubbles. This bubble volume calculation can be performed, for example, if the absolute values of ΔVr (as determined from Equation 6) and ΔVd (as determined from Equation 7 using Vdi=Vdfix) are found to be unequal to each other. , can be done. That is, if there is no air in the pump chamber 181, Vdi should be equal to Vdfix, and therefore the absolute value of ΔVd given by Equation 7 using Vdfix instead of Vdi will be equal to ΔVr.

充填ストロークが完了した後、かつ、上述した方法にしたがって空気が検出される場合、空気が膜15のポンプ室側に位置しているかまたは制御側に位置しているかを判断するのは困難である可能性がある。圧送されている液体中に気泡が存在する可能性があり、または、不完全なポンプストロークおよび不完全なポンプ室の充填をもたらした圧送中の状態(たとえば、閉塞等)により、ポンプダイヤフラム15の制御(空気圧)側に残留空気がある可能性がある。この時点で、負圧のポンプ室プリチャージを用いる断熱FMS測定を行うことができる。このFMS容積が正圧のプリチャージを伴うFMS容積と一致する場合、膜は、両方向に自由に移動することができ、それは、ポンプ室が(場合によっては、たとえば閉塞により)単に部分的に充填されていることを示唆する。膜15/領域1482が制御室の内壁に接触したときに、負圧のポンプ室プリチャージFMS容積の値が名目制御室空気容積と等しい場合、可撓性膜のポンプ室側の流体中に気泡があると断定することが可能である。 If air is detected after the filling stroke is completed and according to the method described above, it is difficult to determine whether the air is located on the pump chamber side or the control side of the membrane 15. there is a possibility. Air bubbles may be present in the liquid being pumped, or conditions during pumping (e.g., blockages, etc.) that result in an incomplete pump stroke and incomplete pump chamber filling may cause the pump diaphragm 15 to There may be residual air on the control (pneumatic) side. At this point, adiabatic FMS measurements can be performed using a negative pressure pump chamber precharge. If this FMS volume matches the FMS volume with a positive pressure precharge, the membrane can move freely in both directions, which means that the pump chamber is only partially filled (in some cases, e.g. due to occlusion). suggests that it is. When the membrane 15/region 1482 contacts the inner wall of the control chamber, if the value of the pump chamber precharge FMS volume at negative pressure is equal to the nominal control chamber air volume, air bubbles will form in the fluid on the pump chamber side of the flexible membrane. It is possible to conclude that there is.

ポンプ送達容積測定のためのポリトロープFMS
本開示の別の態様では、図1Aのサイクラ14は、流量計、重量計、または流体の容積もしくは重量の他の直接的な測定法を使用することなく、システム10のさまざまなラインにおいて送達される流体の容積を求めることができる。たとえば、一実施形態では、カセット24を含む空気圧駆動式ダイヤフラムポンプ等のダイヤフラムポンプによって移動する流体の容積は、ポンプを駆動するために使用される気体の圧力測定値に基づいて求めることができる。
Polytropic FMS for pump delivery volume measurement
In another aspect of the present disclosure, the cycler 14 of FIG. 1A can be delivered in various lines of the system 10 without the use of flow meters, gravimeters, or other direct measurements of fluid volume or weight. The volume of fluid can be determined. For example, in one embodiment, the volume of fluid moved by a diaphragm pump, such as a pneumatically driven diaphragm pump including cassette 24, can be determined based on pressure measurements of the gas used to drive the pump.

一実施形態では、容積の確定は、本明細書では2チャンバ流体測定システム(2チャンバFMS)プロセスと呼ぶプロセスによって達成される。ダイヤフラムポンプによって圧送される流体の容積は、ダイヤフラムの一方の側における空気圧チャンバの容積の変化から計算することができる。空気圧チャンバの容積は、各充填ストロークおよび送達ストロークの終了時に測定することができ、後続する測定値の間の容積の差が、ポンプによって移動する流体の容積である。 In one embodiment, volume determination is accomplished by a process referred to herein as a two-chamber fluid measurement system (two-chamber FMS) process. The volume of fluid pumped by a diaphragm pump can be calculated from the change in volume of the pneumatic chamber on one side of the diaphragm. The volume of the pneumatic chamber can be measured at the end of each fill and delivery stroke, with the difference in volume between subsequent measurements being the volume of fluid displaced by the pump.

空気圧チャンバまたは第1チャンバの容積は、ダイヤフラムポンプ内外の液体弁を閉鎖することと、既知の容積の第2チャンバ(基準室)から第1チャンバを隔離することと、第1チャンバを第1圧力にプリチャージする一方で、第2チャンバを第2圧力にプリチャージし、その後、2つのチャンバを流体的に接続することと、圧力が均等化する際に各チャンバ内の少なくとも初期圧力および最終圧力を記録することとを含む、2チャンバFMSプロセスによって測定される。第1チャンバの容積は、少なくとも初期圧力および最終圧力と第2チャンバの既知の容積とから計算することができる。 The volume of the pneumatic chamber or first chamber is determined by closing the liquid valves inside and outside the diaphragm pump, isolating the first chamber from a second chamber (reference chamber) of known volume, and placing the first chamber at a first pressure. precharging a second chamber to a second pressure while precharging the second chamber to a second pressure, and then fluidly connecting the two chambers; and at least an initial pressure and a final pressure in each chamber as the pressures equalize. measured by a two-chamber FMS process. The volume of the first chamber can be calculated from at least the initial and final pressures and the known volume of the second chamber.

第1チャンバが、第2チャンバ内の圧力を上回る圧力にプリチャージされる場合、2チャンバFMSプロセスは、正圧FMSまたは+FMSと呼ばれる。第1チャンバが、第2チャンバ内の圧力を下回る圧力にプリチャージされる場合、2チャンバFMSプロセスは、負圧FMSまたは-FMSと呼ばれる。ここで図45を参照すると、第1チャンバは制御室6171であり、第2チャンバは基準室6212である。 If the first chamber is precharged to a pressure that exceeds the pressure in the second chamber, the two-chamber FMS process is referred to as positive pressure FMS or +FMS. If the first chamber is precharged to a pressure below the pressure in the second chamber, the two-chamber FMS process is referred to as negative pressure FMS or -FMS. Referring now to FIG. 45, the first chamber is the control chamber 6171 and the second chamber is the reference chamber 6212.

第1チャンバ容積を計算するアルゴリズムの形式は、第1チャンバおよび第2チャンバと2つのチャンバを接続する流体ラインとの熱伝達特性によって決まる可能性がある。均等化中の構造と気体との間の熱伝達量は、均等化中およびその後の第1チャンバ内および第2チャンバ内両方の圧力に影響を与える。均等化中、圧力が高い方のチャンバ内の気体は、他方のチャンバに向かって膨張する。この膨張気体は、より低い温度まで温度が低下し、したがってより低い圧力になる。膨張気体の温度低下および圧力の喪失は、より高温の構造からの熱伝達によって減速されるかまたは低減する可能性がある。同時に、最初は低圧であるチャンバ内の気体は、均等化中に圧縮される。この圧縮気体の温度は、圧力とともに上昇する。圧縮気体の加熱および圧力の上昇は、より低温の構造からの熱伝達によって減速されるかまたは低減する可能性がある。 The type of algorithm for calculating the first chamber volume may depend on the heat transfer characteristics of the first chamber and the second chamber and the fluid line connecting the two chambers. The amount of heat transfer between the structure and the gas during equalization affects the pressure in both the first and second chambers during and after equalization. During equalization, the gas in the higher pressure chamber expands toward the other chamber. This expanded gas is cooled to a lower temperature and therefore to a lower pressure. The temperature drop and loss of pressure of the expanding gas may be slowed or reduced by heat transfer from hotter structures. At the same time, the gas in the chamber, which is initially at low pressure, is compressed during equalization. The temperature of this compressed gas increases with pressure. The heating and pressure increase of the compressed gas may be slowed or reduced by heat transfer from cooler structures.

構造(チャンバ壁、チャンバ内の固体材料)と気体との間の熱伝達の相対的な重要性は、チャンバの平均水力直径、気体の熱拡散率、および均等化過程の持続時間の関数である。一例では、2つの容積は、膨張過程および圧縮過程を等温であるものとしてモデル化することができるように、圧力均等化中に各チャンバ内で気体温度が一定であるように十分な表面積および熱質量を提供する、フォームまたは他のマトリックス等の熱吸収材料で充填される。別の例では、2つのチャンバは、ごくわずかな熱伝達を提供するようなサイズおよび形状であり、そのため、膨張過程および圧縮過程は、断熱的であるものとしてモデル化することができる。別の例では、制御室6171の形状およびサイズは、測定毎に変化する。充填ストローク後の測定において、制御室6171が小さく、かつ気体のすべてがチャンバ壁6170または膜6148の比較的近くである場合、気体と構造との間の熱伝達は著しい。送達ストロークの後の測定では、制御室6171は大きくかつ開放しており、そのため、気体の多くが、チャンバ壁6170またはダイヤフラム6148から比較的隔離され、気体への熱伝達はごくわずかである。部分ストロークの後の測定では、構造と気体との間の熱伝達は著しいが、一定温度を確実にするほど十分ではない。これらのすべての測定において、膨張過程および圧縮過程は、ポリトロープとしてモデル化することができ、熱伝達の相対的な重要性は、測定毎に変化する可能性がある。ポリトロープモデルは、すべての幾何学的形状に対して均等化プロセスを正確にモデル化し、第1チャンバおよび第2チャンバ内の異なるレベルの熱伝達の影響を取り込むことができる。均等化プロセスのより詳細なモデルは、第2チャンバの圧力および容積の知識から第1チャンバの容積をより正確に求める。 The relative importance of heat transfer between the structure (chamber walls, solid materials within the chamber) and the gas is a function of the average hydraulic diameter of the chamber, the thermal diffusivity of the gas, and the duration of the equalization process. . In one example, the two volumes have sufficient surface area and heat so that the gas temperature is constant within each chamber during pressure equalization so that the expansion and compression processes can be modeled as being isothermal. Filled with heat absorbing material, such as foam or other matrix, which provides mass. In another example, the two chambers are sized and shaped to provide negligible heat transfer, so the expansion and compression processes can be modeled as being adiabatic. In another example, the shape and size of control chamber 6171 changes from measurement to measurement. As measured after the fill stroke, if the control chamber 6171 is small and all of the gas is relatively close to the chamber wall 6170 or membrane 6148, the heat transfer between the gas and the structure is significant. As measured after the delivery stroke, control chamber 6171 is large and open, so much of the gas is relatively isolated from chamber wall 6170 or diaphragm 6148, and there is negligible heat transfer to the gas. As measured after a partial stroke, the heat transfer between the structure and the gas is significant, but not sufficient to ensure a constant temperature. In all these measurements, the expansion and compression processes can be modeled as polytropic, and the relative importance of heat transfer can change from measurement to measurement. The polytropic model accurately models the equalization process for all geometries and can incorporate the effects of different levels of heat transfer within the first and second chambers. A more detailed model of the equalization process more accurately determines the volume of the first chamber from knowledge of the pressure and volume of the second chamber.

このセクションは、ポリトロープ2チャンバFMSプロセスに対して第1チャンバ6171の容積を計算するアルゴリズムについて記載する。第1サブセクションは、容積、圧力源、弁および圧力センサの例示的な配置に対して2容積FMSまたは2チャンバFMSプロセスについて記載する。次のサブセクションは、+FMSプロセスからのデータに対するポリトロープFMSアルゴリズムについて概念的に記載し、その後、圧力データから第1容積を計算する正確な式を提示する。次のサブセクションは、-FMSプロセスからのデータに対するポリトロープFMSアルゴリズムの概念および式を提示する。最後のサブセクションは、いずれかの式のセットを用いて第1チャンバ6171の容積を計算するプロセスを提示する。 This section describes an algorithm to calculate the volume of the first chamber 6171 for a polytropic two-chamber FMS process. The first subsection describes a two-volume FMS or two-chamber FMS process for an exemplary arrangement of volumes, pressure sources, valves, and pressure sensors. The following subsections conceptually describe the polytropic FMS algorithm for data from the +FMS process and then present the exact formula for calculating the first volume from the pressure data. The next subsection presents the concepts and formulas of the polytropic FMS algorithm for data from the -FMS process. The final subsection presents the process of calculating the volume of the first chamber 6171 using either set of equations.

記載されているモデルは、空気圧作動式ダイヤフラムポンプを用いる任意のシステムまたは装置に適用することができる。システムの構成要素は、流体源または流体宛先のいずれかへの弁付き接続部を備えた少なくとも1つのチャンバ入口または出口を有するダイヤフラムポンプと、流体送達または充填のためにポンプ室に正圧または負圧を提供する、ダイヤフラムによってポンプ室から分離された空気圧制御室であって、既知の容積の基準室と正圧源または負圧源とに対する弁付き接続部を有する空気圧制御室とを含み、コントローラが、システムの弁を制御し、制御室および基準室内の空気圧をモニタリングする。図45に、システムの例を概略的に示すが、入口、出口、ならびに流体および空気圧導管および弁の具体的な構成は、この例示から幾分か変更することができる。以下の記述は、例として腹膜透析サイクラおよびポンプカセットを用いるが、本発明は、この特定の適用に決して限定されない。 The model described can be applied to any system or device that uses pneumatically operated diaphragm pumps. The components of the system include a diaphragm pump having at least one chamber inlet or outlet with a valved connection to either a fluid source or a fluid destination and a positive or negative pressure in the pump chamber for fluid delivery or filling. a pneumatic control chamber separated from the pump chamber by a diaphragm for providing pressure, the pneumatic control chamber having a reference chamber of known volume and a valved connection to a source of positive or negative pressure; controls the system's valves and monitors air pressure in the control and reference chambers. FIG. 45 schematically depicts an example system, although the specific configuration of inlets, outlets, and fluid and pneumatic conduits and valves may vary somewhat from this illustration. The following description uses a peritoneal dialysis cycler and pump cassette as an example, but the invention is in no way limited to this particular application.

2チャンバFMSプロセス用のハードウェア
ここで図45を参照すると、図45は、2チャンバFMSプロセスに関与するサイクラおよびカセット624の要素を概略的に提示する。カセット624は、2つの液体弁6190、6192を含み、それらは、液体供給源6193および液体出口6191に流体的に接続されている。カセット624は、可変液体容積ポンプ室6181が、制御室6171から可撓性膜6148によって分離されている、ダイヤフラムポンプを含む。制御室6171の容積は、膜6148およびチャンバ壁6170によって画定される。制御室6171は、上述した未知の容積の第1チャンバである。
Hardware for the Two-Chamber FMS Process Referring now to FIG. 45, FIG. 45 schematically presents the elements of the cycler and cassette 624 involved in the two-chamber FMS process. Cassette 624 includes two liquid valves 6190, 6192 that are fluidly connected to a liquid source 6193 and a liquid outlet 6191. Cassette 624 includes a diaphragm pump with variable liquid volume pump chamber 6181 separated from control chamber 6171 by flexible membrane 6148. The volume of control chamber 6171 is defined by membrane 6148 and chamber wall 6170. Control room 6171 is the first chamber of unknown volume mentioned above.

制御ライン6205もまた接続弁6214に通じ、接続弁6214は、基準ライン6207および基準室6212(たとえば、後述する測定を行うように好適に構成された空間)と連通する。基準室6212は、上述した既知の容積を有する第2チャンバである。基準室6212はまた、大気圧への通気孔6226に通じる第2弁6216を有する出口ライン6208と連通する。別の例では、通気孔6226は、1つまたは複数の空気圧ポンプ、圧力センサおよびコントローラによって所望の圧力に制御されるリザーバであり得る。弁6220、6214および6216は、コントローラ61100によって独立して制御することができる。 Control line 6205 also communicates with connection valve 6214, which communicates with reference line 6207 and reference chamber 6212 (eg, a space suitably configured to perform measurements as described below). Reference chamber 6212 is a second chamber having a known volume as described above. The reference chamber 6212 also communicates with an outlet line 6208 having a second valve 6216 leading to a vent 6226 to atmospheric pressure. In another example, vent 6226 can be a reservoir controlled to a desired pressure by one or more pneumatic pumps, pressure sensors, and controllers. Valves 6220, 6214 and 6216 can be independently controlled by controller 61100.

圧力源6210は、ライン6209および6205を介して制御室6171に選択的に接続される。圧力源6210は、1つまたは複数の空気圧ポンプによって、指定された異なる圧力に保持される、1つまたは複数の別個のリザーバを含むことができる。各空気圧ポンプは、コントローラ61100により、圧力センサによって測定される各リザーバ内の指定された圧力を維持するように制御することができる。第1弁6220が、圧力源6210と制御室6171との間の流体接続を制御することができる。コントローラ61100は、圧力源6210におけるリザーバのうちの1つをライン6209に選択的に接続して、圧力センサ6222によって測定される制御室内の圧力を制御することができる。いくつかの例では、コントローラ1100は、APDサイクラにおけるより大きい制御システムの一部であり得る。 Pressure source 6210 is selectively connected to control chamber 6171 via lines 6209 and 6205. Pressure source 6210 can include one or more separate reservoirs held at different specified pressures by one or more pneumatic pumps. Each pneumatic pump can be controlled by controller 61100 to maintain a specified pressure in each reservoir as measured by a pressure sensor. A first valve 6220 can control the fluid connection between the pressure source 6210 and the control chamber 6171. Controller 61100 can selectively connect one of the reservoirs in pressure source 6210 to line 6209 to control the pressure within the control chamber as measured by pressure sensor 6222. In some examples, controller 1100 may be part of a larger control system in an APD cycler.

制御室6171は、ライン6204を介して制御圧力センサ6222に接続されている。ライン6203を介して基準室6212に、基準圧力センサ6224を接続することができる。圧力センサ6222、6224は、日本国のフリースケールセミコンダクタ(FreescaleSemiconductors)製のMPXH6250A等、絶対圧力を測定する電気機械圧力センサであり得る。制御圧力センサ6222および基準圧力センサ6224は、コントローラ61100に接続されており、コントローラ61100は、後続する容積計算のために制御圧力および基準圧力を記録する。別法として、圧力センサ6222、6224は、周囲圧力に対する制御室および基準室内の圧力を測定する相対圧力センサである場合があり、コントローラ61100は、周囲圧力を測定する絶対圧力センサを含むことができる。コントローラ61100は、センサ6222、6224および絶対周囲圧力センサからの相対圧力信号を結合して、制御室6171および基準室6212内の絶対圧力をそれぞれ計算することができる。 Control chamber 6171 is connected to control pressure sensor 6222 via line 6204. A reference pressure sensor 6224 can be connected to the reference chamber 6212 via line 6203. Pressure sensors 6222, 6224 may be electromechanical pressure sensors that measure absolute pressure, such as the MPXH6250A manufactured by Freescale Semiconductors of Japan. Control pressure sensor 6222 and reference pressure sensor 6224 are connected to controller 61100, which records the control pressure and reference pressure for subsequent volume calculations. Alternatively, pressure sensors 6222, 6224 may be relative pressure sensors that measure the pressure in the control and reference chambers relative to ambient pressure, and controller 61100 may include absolute pressure sensors that measure ambient pressure. . Controller 61100 may combine the relative pressure signals from sensors 6222, 6224 and the absolute ambient pressure sensor to calculate the absolute pressure in control chamber 6171 and reference chamber 6212, respectively.

2チャンバFMSプロセスを実行し、制御室6171内および基準室6212内の結果としての圧力を測定して、制御室6171の容積を計算するように、コントローラ61100によって、図45に示すFMSハードウェアの弁および他の構成要素を制御することができる。コントローラ61100は、単一のマイクロプロセッサまたは複数のプロセッサであり得る。一例では、圧力信号は、A-D基板によって受け取られ、61100コントローラに渡される前にバッファリングされる。別の例では、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)が、コントローラ61100と弁およびセンサとの間のすべてのI/Oを処理することができる。別の例では、FPGAは、圧力データをフィルタリングし、格納し、かつ/または処理して、制御室の容積を計算することができる。 The FMS hardware shown in FIG. Valves and other components can be controlled. Controller 61100 may be a single microprocessor or multiple processors. In one example, the pressure signal is received by the AD board and buffered before being passed to the 61100 controller. In another example, a field programmable gate array (FPGA) can handle all I/O between the controller 61100 and the valves and sensors. In another example, the FPGA can filter, store, and/or process pressure data to calculate control room volume.

APDサイクラにおける2チャンバFMSプロセス
ここで図46における圧力対時間プロットと図45の要素とを参照する。例示的な圧送および測定プロセスが、時間に対する制御室圧力6300および基準室圧力6302のプロットに記載されている。上述したように、入口弁6192を閉鎖し出口弁6190を開放した後、チャンバ圧力は、送達ストローク6330中に流体をポンプ室6181から押し出す正圧弁6305に対して制御される。送達ストローク6330の終了時、出口流体弁は閉鎖され、+FMSプロセスが発生して、制御室6171の容積を測定することができる。別の場所に記載するようなFMSプロセスは、制御室圧力6330をプリチャージ圧力6307にすることと、圧力安定化期間6338とそれに続く均等化プロセス6340を可能にすることから構成することができる。他の例では、制御室圧力6330を、プリチャージ圧力6307まで上昇する前に、略大気圧に戻すことができる。均等化プロセス6340の終了時、基準室圧力6302および場合によっては制御室圧力6300を略大気圧値に戻すことができる。
Two-Chamber FMS Process in an APD Cycler Reference is now made to the pressure versus time plot in FIG. 46 and the elements of FIG. 45. An exemplary pumping and measurement process is depicted in a plot of control chamber pressure 6300 and reference chamber pressure 6302 versus time. As described above, after closing inlet valve 6192 and opening outlet valve 6190, chamber pressure is controlled relative to positive pressure valve 6305, which forces fluid out of pump chamber 6181 during delivery stroke 6330. At the end of the delivery stroke 6330, the outlet fluid valve is closed and the +FMS process can occur to measure the volume of the control chamber 6171. The FMS process, as described elsewhere, may consist of bringing the control chamber pressure 6330 to the precharge pressure 6307 and allowing a pressure stabilization period 6338 followed by an equalization process 6340. In other examples, control chamber pressure 6330 may be returned to approximately atmospheric pressure before increasing to precharge pressure 6307. At the end of the equalization process 6340, the reference chamber pressure 6302 and possibly the control chamber pressure 6300 may be returned to approximately atmospheric pressure values.

充填ストローク6320は、入口弁6192を開放した後に発生し、制御室圧力6300を負圧6310にし、一方で、基準室は略大気圧、または測定された一定圧力のままである。負圧は、流体をポンプ室6181内に引き込む。充填ストローク6320の終了時、入口弁6192が閉鎖され、+FMSプロセスが発生して、制御室6171の容積を求めることができる。いくつかの実施形態では、+FMSプロセスの後に-FMSプロセスが発生することができる。-FMSプロセスは、制御室を負圧6317にプリチャージして、圧力安定化6342および最終的に均等化プロセス6345を可能にすることを含むことができる。-FMSプロセスから求められる制御室容積を、+FMSプロセスから求められる制御室容積と比較して、ポンプ室6181内に、ある容積の空気または気体があるか否かを判断することができる。(たとえば、ポンプ室が、ポンプ室剛性壁の上のリブまたはスタンドオフを備えるエアトラップを含む場合、空気は、スタンドオフの間に蓄積する可能性があり、完全可動域にあるダイヤフラムは、スタンドオフによって圧縮することを防止することができ、空気は、+FMSプロセスのみでは検出することができない。)一例では、-FMSプロセスは、送達ストローク6330の後に発生する。 The fill stroke 6320 occurs after opening the inlet valve 6192, bringing the control chamber pressure 6300 to a negative pressure 6310, while the reference chamber remains at approximately atmospheric pressure, or a constant measured pressure. The negative pressure draws fluid into the pump chamber 6181. At the end of the fill stroke 6320, the inlet valve 6192 is closed and the +FMS process can occur to determine the volume of the control chamber 6171. In some embodiments, a -FMS process can occur after a +FMS process. - The FMS process may include precharging the control chamber to negative pressure 6317 to enable pressure stabilization 6342 and finally equalization process 6345. The control chamber volume determined from the -FMS process can be compared to the control chamber volume determined from the +FMS process to determine whether there is a volume of air or gas within the pump chamber 6181. (For example, if the pump chamber includes an air trap with ribs or standoffs on the pump chamber rigid wall, air can accumulate between the standoffs, and the diaphragm in full range of motion is In one example, the -FMS process occurs after delivery stroke 6330.

図47のフローチャート、図46の要素、および図48A、図48Bの圧力対時間プロットを参照することにより、+FMSプロセスおよび-FMSプロセスについてより詳細に記載する。2チャンバFMSプロセスは、ステップ6410で開始し、そこでは、膜6148の位置が固定される。両液圧弁6190、6192を閉鎖することにより、膜6148の位置を固定することができる。いくつかの例では、液体に気泡が存在する場合、制御室圧力が変化する際に、膜6148の位置は変化する。しかしながら、液圧弁6190、6192の間の非圧縮液体の容積は固定である。2チャンバFMSプロセスは、概して、膜6148の両側の空気または気体の容積を測定し、そのため、膜6148の液体側におけるポンプ室6181内の気泡は、制御室6171の測定された容積内に含まれる。 The +FMS and -FMS processes will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. 47, the elements of FIG. 46, and the pressure versus time plots of FIGS. 48A and 48B. The two-chamber FMS process begins at step 6410, where the position of membrane 6148 is fixed. By closing both hydraulic valves 6190, 6192, the position of membrane 6148 can be fixed. In some examples, when air bubbles are present in the liquid, the position of the membrane 6148 changes as the control chamber pressure changes. However, the volume of uncompressible liquid between hydraulic valves 6190, 6192 is fixed. A two-chamber FMS process generally measures the volume of air or gas on both sides of the membrane 6148, so that an air bubble in the pump chamber 6181 on the liquid side of the membrane 6148 is contained within the measured volume of the control chamber 6171. .

ステップ6412において、制御室6171は、接続弁6214を閉鎖することにより、基準室6212から流体的に隔離される。そして、ステップ6412において、基準室6212および制御室6171は、互いに流体的に隔離される。実施形態では、ステップ6424において、第2弁6216を開放することにより、基準室6212は通気孔6226に接続される。コントローラ61100は、基準圧力センサ6224が、基準圧力が周囲圧力に達したことを示すまで、第2弁6216を開放したまま保持する。別法として、コントローラ61100は、基準圧力センサ6224によって測定される、基準室6212内の所望の初期基準圧力に達成するように、第2弁6216を制御することができる。別法として、接続弁6214を閉鎖することができ、FMSプロセスが開始する前に、第2弁6216が開放する。ステップ6428において、基準室6212内の所望の圧力が達成されると、第2弁6216は閉鎖され、それにより、基準室6212が流体的に隔離される。制御室ステップ6414および6418と同時に発生するように、基準室ステップ6424および6428をプログラムすることができる。 At step 6412, control chamber 6171 is fluidly isolated from reference chamber 6212 by closing connection valve 6214. Then, in step 6412, reference chamber 6212 and control chamber 6171 are fluidly isolated from each other. In an embodiment, in step 6424, the reference chamber 6212 is connected to the vent 6226 by opening the second valve 6216. Controller 61100 holds second valve 6216 open until reference pressure sensor 6224 indicates that the reference pressure has reached ambient pressure. Alternatively, controller 61100 can control second valve 6216 to achieve a desired initial reference pressure within reference chamber 6212, as measured by reference pressure sensor 6224. Alternatively, connection valve 6214 can be closed and second valve 6216 opened before the FMS process begins. At step 6428, once the desired pressure within the reference chamber 6212 is achieved, the second valve 6216 is closed, thereby fluidically isolating the reference chamber 6212. Reference room steps 6424 and 6428 can be programmed to occur simultaneously with control room steps 6414 and 6418.

ステップ6414において、制御室6171は、第1弁6220を開放することにより制御室6171を圧力源6210に接続することによって、所望の圧力に加圧される。コントローラ61100は、圧力センサ6222によって制御室6171内の圧力をモニタリングし、所望のプリチャージ圧力に達するように第1弁6220を制御する。所望のプリチャージ圧力は、基準室6212の初期基準圧力を著しく上回るか、または初期基準圧力を著しく下回ることができる。一例では、制御室6171は、+FMSプロセスの場合、基準圧力のおよそ40kPa上回る圧力までプリチャージされる。別の例では、制御室6171は、-FMSプロセスの場合、基準圧力をおよそ40kPa下回る圧力までプリチャージされる。他の実施形態では、プリチャージ圧力は、初期基準圧力の10%~180%の範囲内の任意の圧力であり得る。 In step 6414, control chamber 6171 is pressurized to the desired pressure by opening first valve 6220 and thereby connecting control chamber 6171 to pressure source 6210. Controller 61100 monitors the pressure within control chamber 6171 with pressure sensor 6222 and controls first valve 6220 to reach a desired precharge pressure. The desired precharge pressure can be significantly greater than or significantly less than the initial reference pressure of reference chamber 6212. In one example, control chamber 6171 is precharged to a pressure approximately 40 kPa above the reference pressure for a +FMS process. In another example, control chamber 6171 is precharged to a pressure approximately 40 kPa below the reference pressure for a -FMS process. In other embodiments, the precharge pressure can be any pressure within the range of 10% to 180% of the initial reference pressure.

コントローラ61100は、ステップ6418において第1弁6220を閉鎖し、圧力センサ6222によって制御室6171内の圧力をモニタリングする。制御室6171内の圧力は、ステップ6418の間、気体が制御室壁6170および膜6148と熱的に均等化するために、周囲圧力に向かって移動することができる。ステップ6418中の圧力の大きい変化は、測定を無効にする空気または液体の漏れを示す場合がある。圧力変化の速度が所定の許容可能な速度を超える場合、2チャンバFMSプロセスを中止することができ、または制御室6171の計算された容積を廃棄することができる。加圧ステップ6414からの遅延の後に、圧力変化の速度を検査して、制御室6171内の気体が制御室6171の境界6172、6148との熱平衡に近づくのを可能にすることができる。一例では、ステップ6418中の圧力変化の最大許容可能速度は、12kPA/秒である。圧力変化の速度がこの所定値を超える場合、2チャンバFMSプロセスを中止して再開することができる。別の実施形態では、圧力変化の最大許容可能速度は、計算された制御室容積の関数であり、すなわち、それに基づいて変化する。一例では、最大許容圧力変化は、25ml容積の場合は3kPA/秒、2ml容積の場合は25kPA/秒である。一例では、制御室6171の計算された容積にもたらされる漏れ速度に関わらず、FMSプロセスを完了するように行うことができる。圧力変化の測定された速度が、計算された制御室容積に対する許容可能限界を超える場合、計算された容積を廃棄することができ、FMSプロセスを再開することができる。 The controller 61100 closes the first valve 6220 in step 6418 and monitors the pressure in the control chamber 6171 with the pressure sensor 6222. The pressure within control chamber 6171 may move toward ambient pressure during step 6418 for the gas to thermally equalize with control chamber wall 6170 and membrane 6148. A large change in pressure during step 6418 may indicate an air or liquid leak that invalidates the measurement. If the rate of pressure change exceeds a predetermined acceptable rate, the two-chamber FMS process can be aborted or the calculated volume of control chamber 6171 can be discarded. After a delay from the pressurization step 6414, the rate of pressure change may be examined to allow the gas within the control chamber 6171 to approach thermal equilibrium with the boundaries 6172, 6148 of the control chamber 6171. In one example, the maximum allowable rate of pressure change during step 6418 is 12 kPA/sec. If the rate of pressure change exceeds this predetermined value, the two-chamber FMS process can be stopped and restarted. In another embodiment, the maximum allowable rate of pressure change is a function of, ie, varies based on, the calculated control chamber volume. In one example, the maximum allowable pressure change is 3 kPA/sec for a 25 ml volume and 25 kPA/sec for a 2 ml volume. In one example, the FMS process can be performed to completion regardless of the leak rate introduced to the calculated volume of control room 6171. If the measured rate of pressure change exceeds an acceptable limit for the calculated control room volume, the calculated volume can be discarded and the FMS process can be restarted.

ステップ6432において、コントローラ61100が、2つのチャンバ間の接続弁6214を開放すると、制御室6171および基準室6212は流体的に接続される。コントローラ61100は、制御室6171および基準室6212内の圧力が均等化する際、圧力センサ6222、6224によって、各チャンバ内の圧力をモニタリングする。コントローラ61100は、ステップ6432において、初期圧力対と均等化の最後における少なくとも1つの圧力対とを記録することができる。圧力対は、およそ同時に記録された、制御圧力センサ6222からの信号と、基準圧力センサ6224からの信号とを指す。ステップ6432は、接続弁6214が開放する直線の期間から、制御室6171および基準室6212内の圧力が略等しい時点までおよぶ。 At step 6432, control chamber 6171 and reference chamber 6212 are fluidly connected when controller 61100 opens connection valve 6214 between the two chambers. Controller 61100 monitors the pressure in each chamber with pressure sensors 6222, 6224 as the pressures in control chamber 6171 and reference chamber 6212 equalize. The controller 61100 may record the initial pressure pair and at least one pressure pair at the end of equalization at step 6432. A pressure pair refers to a signal from control pressure sensor 6222 and a signal from reference pressure sensor 6224 that are recorded at approximately the same time. Step 6432 extends from the linear period when connection valve 6214 opens to the point where the pressures in control chamber 6171 and reference chamber 6212 are approximately equal.

ステップ6436において、2チャンバFMSプロセスは完了し、そこで、記録された圧力の対を用いて、制御室6171の容積が計算される。制御室6171容積の計算については詳細に後述する。 At step 6436, the two-chamber FMS process is completed, where the volume of control chamber 6171 is calculated using the recorded pressure pairs. Calculation of the volume of the control room 6171 will be described in detail later.

+FMSプロセスは、図48Aにおいて圧力対時間プロットとして概略されている。図47におけるステップの参照番号に対応する参照番号が、図48Aにおいてそれらのステップが示される場所を示すために含まれている。制御室6171の圧力は、線6302としてプロットされている。基準室の圧力は、線6304としてプロットされている。図47のステップ6410、6412、6424、6428が完了した後に、圧力対時間プロットが開始する。この時点で、基準室6212内の圧力は、所望の基準圧力6312にある。制御室6171内の圧力は、任意圧力6306で開始し、ステップ6414の間、プリチャージ圧力6316まで上昇する。任意圧力6306は、先の圧送動作の終了時の制御室6171の圧力である可能性がある。別の実施形態では、任意圧力6306は大気圧であり得る。ステップ6418の間、制御室圧力6302は低下する可能性がある。ステップ6432において、制御室圧力6302および基準室圧力6304は、平衡圧力6324に向かって均等化する。 The +FMS process is schematically illustrated as a pressure versus time plot in Figure 48A. Reference numbers corresponding to the reference numbers of steps in FIG. 47 are included to indicate where those steps are shown in FIG. 48A. The pressure in control chamber 6171 is plotted as line 6302. The reference chamber pressure is plotted as line 6304. After steps 6410, 6412, 6424, 6428 of FIG. 47 are completed, the pressure versus time plot begins. At this point, the pressure within the reference chamber 6212 is at the desired reference pressure 6312. The pressure in control chamber 6171 starts at arbitrary pressure 6306 and increases to precharge pressure 6316 during step 6414. The arbitrary pressure 6306 may be the pressure in the control chamber 6171 at the end of the previous pumping operation. In another embodiment, optional pressure 6306 may be atmospheric pressure. During step 6418, control chamber pressure 6302 may decrease. At step 6432, control chamber pressure 6302 and reference chamber pressure 6304 equalize toward equilibrium pressure 6324.

-FMSプロセスは、図48Bにおいて圧力対時間プロットとして概略されている。制御室6171(図45)の圧力は、線6302としてプロットされている。基準室6312(図45)の圧力は、線6304としてプロットされている。水平時間軸は、図47における同じ参照番号で識別されるプロセスステップに対応する期間で分割されている。圧力対時間プロットは、基準室6212内の圧力(線6302が所望の基準圧力6312であり、制御室6171内の圧力(線6304)が任意圧力であるときに開始する。ステップ6414の間、制御室圧力6302は、負のプリチャージ圧力6317まで低下する。制御室圧力6302は、ステップ6418の間、ステップ6414の急な膨張によって冷却される気体が制御室壁6172、6148によって加熱される際に、上昇する可能性がある。ステップ6432において、制御室圧力6302および基準室圧力6304は、平衡圧力6324に向かって均等化する。 - The FMS process is schematically illustrated as a pressure versus time plot in Figure 48B. The pressure in control chamber 6171 (FIG. 45) is plotted as line 6302. The pressure in reference chamber 6312 (FIG. 45) is plotted as line 6304. The horizontal time axis is divided into periods that correspond to process steps identified with the same reference numerals in FIG. The pressure versus time plot begins when the pressure in the reference chamber 6212 (line 6302 is the desired reference pressure 6312) and the pressure in the control chamber 6171 (line 6304) is the arbitrary pressure. During step 6414, the control Chamber pressure 6302 decreases to a negative precharge pressure 6317. Control chamber pressure 6302 decreases during step 6418 as the gas cooled by the rapid expansion of step 6414 is heated by control chamber walls 6172, 6148. , may increase. In step 6432, control chamber pressure 6302 and reference chamber pressure 6304 equalize toward equilibrium pressure 6324.

ポリトロープ+FMSアルゴリズム
ここで図45を参照すると、例示の目的で、均等化プロセスは、3つの別個の構造、すなわち制御室6171、基準室6212、および2つのチャンバ6171、6212を接続するマニホールド通路6204、6205、6207、6209の流体容積を含む。一例では、各構造は、著しく異なる水力直径を有し、したがって、構造と気体との間の異なるレベルの熱伝達を有する。この例では、基準室6212は、水力直径が3.3cmであるおよそ立方形状を有している。およそ30マイクロ秒の均等化プロセス中の熱伝達は極めてわずかであり、基準室6212容積内の気体は、断熱的に圧縮される可能性があり、そのようにモデル化することができる。対照的に、例示的な構造では、マニホールド通路6204、6205、6207、6209は、およそ0.2cmの水力直径を有し、それは、基準室6212容積の水力直径の約15分の1である。マニホールド通路6204、6205、6207、6209内の熱伝達は高く、これらの通路6204、6205、6207、6209を通過する気体は、およそマニホールド壁の温度で等温的に圧縮または膨張する可能性がより高い。この例での制御室6171の水力直径は、充填ストロークの終了時にポンプ室6181が液体で満杯であり、かつ制御室6171が最小容積であるとき、およそ0.1cmの最小の値を有する。この例での制御室6171の水力直径は、ポンプ室6181が液体を送達し、制御室6171が最大容積であるとき、およそ2.8cmの最大値を有する。制御室6171内の気体の膨張は、制御室6171のサイズによって変化するポリトロープ係数によってより適切にモデル化することができる。制御室6171容積が最小であり、かつ膨張過程が略等温的となる場合、ポリトロープ係数はおよそ1に設定することができる。制御室6171が最大であり、かつ膨張過程が略断熱的である場合、ポリトロープ係数は、およそ比熱比(cp/cv)に設定することができ、それは、空気の場合は1.4に等しい。部分ストローク時の2チャンバFMS測定の場合、膨張過程は、著しい熱伝達をともなって発生するが、それは等温的であるほど十分ではない。部分ストローク時の測定の場合、ポリトロープ係数は、1~1.4の値に設定することができる。制御室6171の容積がこの解析の未知の量であるため、制御室6171に対するポリトロープ係数は、制御室6171容積の推定値に基づくことができる。
Polytropic + FMS Algorithm Referring now to FIG. 45, for illustrative purposes, the equalization process consists of three separate structures: a control chamber 6171, a reference chamber 6212, and a manifold passage 6204 connecting the two chambers 6171, 6212; 6205, 6207, 6209 fluid volumes. In one example, each structure has a significantly different hydraulic diameter and therefore a different level of heat transfer between the structure and the gas. In this example, reference chamber 6212 has an approximately cubic shape with a hydraulic diameter of 3.3 cm. There is very little heat transfer during the approximately 30 microsecond equalization process, and the gas within the reference chamber 6212 volume may be compressed adiabatically and can be modeled as such. In contrast, in the exemplary construction, manifold passages 6204, 6205, 6207, 6209 have a hydraulic diameter of approximately 0.2 cm, which is approximately one-fifteenth the hydraulic diameter of the reference chamber 6212 volume. Heat transfer within the manifold passages 6204, 6205, 6207, 6209 is high and gas passing through these passages 6204, 6205, 6207, 6209 is more likely to compress or expand isothermally at approximately the temperature of the manifold walls. . The hydraulic diameter of control chamber 6171 in this example has a minimum value of approximately 0.1 cm when pump chamber 6181 is full of liquid and control chamber 6171 is at its minimum volume at the end of the fill stroke. The hydraulic diameter of control chamber 6171 in this example has a maximum value of approximately 2.8 cm when pump chamber 6181 is delivering liquid and control chamber 6171 is at its maximum volume. The expansion of gas within the control chamber 6171 can be better modeled by polytropic coefficients that vary with the size of the control chamber 6171. If the control chamber 6171 volume is minimal and the expansion process is approximately isothermal, the polytropic coefficient can be set to approximately 1. If the control chamber 6171 is the largest and the expansion process is approximately adiabatic, the polytropic coefficient can be set approximately to the specific heat ratio (cp/cv), which is equal to 1.4 for air. In the case of two-chamber FMS measurements during partial stroke, the expansion process occurs with significant heat transfer, which is not sufficient to be isothermal. For measurements during partial strokes, the polytropic coefficient can be set to a value between 1 and 1.4. Since the volume of the control room 6171 is an unknown quantity for this analysis, the polytropic coefficient for the control room 6171 can be based on an estimate of the control room 6171 volume.

ここで図49Aを参照すると、制御室6510、基準室6520およびマニホールドライン6530、6531の構造内の気体は、構造6510、6520、6530、6531を通して混合しないが、膨張し、収縮しかつ移動する3つの気体質量6512、6532、6522としてモデル化することができる。概念的に、モデル化の目的で、これらの質量6512、6532、6522は、各々、移動し、サイズを変更し、構造とエネルギーを交換することができる閉鎖系であるが、質量は、閉鎖系に入ることも閉鎖系から出ることもできない。閉鎖系モデルは、熱力学および流体力学において十分に理解される概念である。これらの質量はまた、制御室系5612、基準室系6522およびマニホールドまたは相互接続ライン系6532と呼ぶことも可能である。 Referring now to FIG. 49A, the gases in the control chamber 6510, reference chamber 6520 and manifold lines 6530, 6531 structure do not mix through the structure 6510, 6520, 6530, 6531, but expand, contract and move 3 can be modeled as three gas masses 6512, 6532, 6522. Conceptually, for modeling purposes, each of these masses 6512, 6532, 6522 is a closed system that can move, change size, and exchange energy with structure; They cannot enter or exit a closed system. Closed system models are well-understood concepts in thermodynamics and fluid mechanics. These masses may also be referred to as control room system 5612, reference room system 6522, and manifold or interconnect line system 6532.

3つの質量6512、6532、6522の熱力学的モデルに基づいて、測定された制御室6510および基準室6520の圧力から、制御室6510の容積を計算することができる。制御室質量または気体6512は、均等化プロセスの終了時に制御室6510を占有する気体である。基準室気体6522は、均等化プロセスの開始時に基準室6520を占有する気体である。マニホールド気体6532は、制御室気体と基準室との間の接続導管を含む、制御室気体6512と基準室気体6522との間の構造の平衡状態を満たす。 Based on the thermodynamic model of the three masses 6512, 6532, 6522, the volume of the control chamber 6510 can be calculated from the measured pressures of the control chamber 6510 and the reference chamber 6520. Control room mass or gas 6512 is the gas that occupies control room 6510 at the end of the equalization process. Reference chamber gas 6522 is the gas that occupies reference chamber 6520 at the beginning of the equalization process. Manifold gas 6532 satisfies the structural equilibrium between control room gas 6512 and reference chamber gas 6522, including the connecting conduit between the control room gas and the reference chamber.

そして、3つの閉鎖系に対する初期状態、圧力対、熱伝達想定、および一定総容積の制約から、3つの閉鎖系6512、6532、6522の容積および温度を計算することができる。圧力均等化は、各容積6510、6520、6530、6531に対する異なるポリトロープ係数を用いて、各々における熱伝達の相対的重要性を取り込むことによってモデル化することができる。3つの系6512、6532、6522に対する理想気体およびポリトロープ過程式を結合し配列して、制御室6510の容積を計算することができる。以下の段落は、FMSプロセスの圧力均等化ステップ(図47および図108Aの6432を参照)中に測定された圧力に基づく制御室6510容積の計算を可能にする式の1つまたは複数のセットの導出について記載する。 The volumes and temperatures of the three closed systems 6512, 6532, 6522 can then be calculated from the initial conditions, pressure pairs, heat transfer assumptions, and constant total volume constraints for the three closed systems. Pressure equalization can be modeled by using different polytropic coefficients for each volume 6510, 6520, 6530, 6531 to capture the relative importance of heat transfer in each. The ideal gas and polytropic process equations for the three systems 6512, 6532, 6522 can be combined and arranged to calculate the volume of the control room 6510. The following paragraphs describe one or more sets of equations that enable calculation of the control chamber 6510 volume based on the pressure measured during the pressure equalization step of the FMS process (see 6432 in FIGS. 47 and 108A). Describe the derivation.

+FMSに対する閉鎖系の説明
図49Aにおける上方の像は、+FMSプロセスにおける圧力均等化の開始時の3つの閉鎖系6512、6532、6522の位置を提示する。下方の像は、圧力均等化の終了時の3つの閉鎖系6512、6532、6522の位置を提示する。均等化プロセス中、閉鎖系6512、6532、6522の位置は、図49Aに提示する2つの極値の間にある。例として、制御室系6512および基準室系6522のいずれも、それらのそれぞれの構造を満たさない。以下の段落は、閉鎖系6512、6532、6522をより詳細に提示する。
Illustration of Closed Systems for +FMS The upper image in Figure 49A presents the positions of the three closed systems 6512, 6532, 6522 at the beginning of pressure equalization in the +FMS process. The lower image presents the positions of the three closed systems 6512, 6532, 6522 at the end of pressure equalization. During the equalization process, the position of the closed system 6512, 6532, 6522 is between the two extreme values presented in Figure 49A. As an example, neither control room system 6512 nor reference room system 6522 satisfy their respective structures. The following paragraphs present the closed systems 6512, 6532, 6522 in more detail.

制御室気体系6512は、圧力均等化後に制御室6510を充填する気体である。圧力均等化の前、制御室気体系6512は、最終均等化圧力より高く、したがって制御室6510全体を占有しない、プリチャージ圧力に圧縮される。制御室気体系6512は、+FMSプロセスの圧力均等化の間、ポリトロープ過程において膨張しているものとしてモデル化することができ、そこでは、圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。 Control chamber gas system 6512 is the gas that fills control chamber 6510 after pressure equalization. Prior to pressure equalization, the control chamber gas system 6512 is compressed to a precharge pressure that is higher than the final equalization pressure and therefore does not occupy the entire control chamber 6510. The control room gas system 6512 can be modeled as expanding in a polytropic process during pressure equalization of the +FMS process, where pressure and volume are related by the following equation:

cc nCC=定数
式中、pは均等化圧力であり、Vccは制御室6510の容積であり、nCCは制御室6510に対するポリトロープ係数である。
p f V cc nCC = constant where p f is the equalized pressure, V cc is the volume of the control chamber 6510, and nCC is the polytropic coefficient for the control chamber 6510.

基準気体系6522は、均等化前の基準容積6520全体を占有する気体である。基準気体系6522は、制御室6510内のより高い圧力の気体が膨張し、マニホールド気体系6532を基準室6520内に押し込む際に、圧縮される。図36に示す一例では、(図36において174として示す)基準室は、圧力均等化の間の圧縮過程または膨張過程を断熱的としてモデル化することができるように十分に開放しているかまたは内部特徴/要素がない。この場合、ポリトロープ係数(n)は、およそチャンバ内に存在する気体の比熱比に等しく設定することができる。基準室気体6522の圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。 Reference gas system 6522 is the gas that occupies the entire reference volume 6520 before equalization. Reference gas system 6522 is compressed as the higher pressure gas in control chamber 6510 expands and forces manifold gas system 6532 into reference chamber 6520. In one example shown in FIG. 36, the reference chamber (shown as 174 in FIG. 36) is sufficiently open or internal so that the compression or expansion processes during pressure equalization can be modeled as adiabatic. There are no features/elements. In this case, the polytropic coefficient (n) can be set approximately equal to the specific heat ratio of the gas present in the chamber. The pressure and volume of reference chamber gas 6522 are related by the following equation.

R0Ref nR=定数
式中、pR0は初期基準圧力であり、VRefは基準室の容積であり、nRは、基準室内の気体に対する比熱比である(nR=1.4空気)。別の例では、チャンバ6520が、近等温膨張を提供する、連続気泡フォーム、ワイヤメッシュ、粒子等の熱吸収材料で少なくとも部分的に充填されている場合、基準室に対するポリトロープ係数(nR)は、およそ1.0の値を有する可能性がある。
p R0 V Ref nR = constant where p R0 is the initial reference pressure, V Ref is the volume of the reference chamber, and nR is the specific heat ratio to the gas in the reference chamber (nR=1.4 air). In another example, if the chamber 6520 is at least partially filled with a heat absorbing material, such as open cell foam, wire mesh, particles, etc. that provides near-isothermal expansion, the polytropic coefficient (nR) relative to the reference chamber is It may have a value of approximately 1.0.

+FMSプロセスでは、導管またはマニホールド気体系6532は、均等化の前に、相互接続容積6530、6531および制御室6510の一部6534の容積すべてを占有する。均等化後、導管気体系6532は、相互接続容積6530、6531および基準容積6520の一部を占有する。相互接続容積6530の弁6540の制御室側に存在する導管気体系6532の部分には、本明細書では、6533と表記されている。相互接続容積6531の弁6540の基準室側に存在する導管気体系6532の部分は、6535と称する。均等化前に制御室6510内に存在する導管気体系6532の部分には、本明細書では、6534と表記されている。均等化後に基準室6520内に存在する導管気体系6532の部分は、6536と称する。 In the +FMS process, the conduit or manifold gas system 6532 occupies the entire volume of the interconnect volumes 6530, 6531 and a portion 6534 of the control room 6510 prior to equalization. After equalization, conduit gas system 6532 occupies a portion of interconnect volumes 6530, 6531 and reference volume 6520. The portion of the conduit gas system 6532 that resides on the control room side of the valve 6540 of the interconnect volume 6530 is designated herein as 6533. The portion of the conduit gas system 6532 that resides on the reference chamber side of the valve 6540 of the interconnecting volume 6531 is designated 6535. The portion of conduit gas system 6532 that exists within control room 6510 prior to equalization is designated herein as 6534. The portion of conduit gas system 6532 that exists within reference chamber 6520 after equalization is designated 6536.

一例では、相互接続容積6530および6531は、狭い通路である可能性があり、それは、高い熱伝達を提供し、かつ容積6530および6531内の導管気体系6532が通路の固体の境界または壁の温度に近いことを確実にする。相互接続容積6530、6531またはマニホールド通路を包囲する構造の温度は、本明細書では壁温度(T)と呼ぶ。別の例では、容積6530、6531内の導管気体系6532の温度は、一部には、壁温度の関数である。制御室6534内の導管またはマニホールド気体系の部分は、制御室気体系6512と同じ温度でモデル化することができる。導管気体系6534の制御室部分は、制御室気体系6512と同じように膨張し、制御室気体系6512と同じ温度を有するものと考えることができる。基準室6536内のラインまたはマニホールド気体系の部分は、一部には壁温度の関数である温度によってモデル化することができる。別の例では、導管気体系6536の基準室部分は、基準室6520の境界と熱的に相互作用しないものとしてモデル化することができ、それにより、導管気体系部分6536の温度は、壁温度および基準室6520圧力の関数である。 In one example, interconnecting volumes 6530 and 6531 may be narrow passageways that provide high heat transfer and that allow the conduit gas system 6532 within volumes 6530 and 6531 to reach the temperature of the solid boundaries or walls of the passageways. ensure that it is close to The temperature of the interconnect volume 6530, 6531 or the structure surrounding the manifold passageway is referred to herein as the wall temperature (T w ). In another example, the temperature of the conduit gas system 6532 within volumes 6530, 6531 is, in part, a function of wall temperature. Portions of the conduit or manifold gas system within the control room 6534 may be modeled at the same temperature as the control room gas system 6512. The control room portion of the conduit gas system 6534 can be considered to expand in the same manner as the control room gas system 6512 and have the same temperature as the control room gas system 6512. Portions of the line or manifold gas system within reference chamber 6536 can be modeled by a temperature that is, in part, a function of wall temperature. In another example, the reference chamber portion of the conduit gas system 6536 can be modeled as not thermally interacting with the boundaries of the reference chamber 6520 such that the temperature of the conduit gas system portion 6536 is equal to the wall temperature and reference chamber 6520 pressure.

このセクションにおける式は、以下の命名法を使用する。
変数
γ:比熱比
n:ポリトロープ係数
p:圧力
V:容積
T:温度
上付き文字:
n:ポリトロープ係数
nCC:制御室に対するポリトロープ係数
nR:基準室に対するポリトロープ係数
下付き文字:
c:制御室系
CC:物理的制御室
f:均等化の終了時の値
i:i番目の値
IC:物理的相互接続容積またはマニホールド通路
IC_R:弁の基準室側における物理的相互接続容積
IC_CC:弁の制御室側における物理的相互接続容積
l:ラインまたは相互接続/マニホールド系
0:均等化の開始時の値
pmp:ポンプ
r:基準系
Ref:物理的基準室
w:相互接続容積の壁
The formulas in this section use the following nomenclature.
Variable γ: Specific heat ratio n: Polytropic coefficient p: Pressure V: Volume T: Temperature Superscript:
n: polytropic coefficient nCC: polytropic coefficient for the control room nR: polytropic coefficient for the reference room Subscript:
c: Control room system CC: Physical control room f: Value at the end of equalization i: i-th value IC: Physical interconnection volume or manifold passage IC_R: Physical interconnection volume on the reference chamber side of the valve IC_CC : physical interconnection volume on the control room side of the valve l: line or interconnection/manifold system 0: value at the start of equalization pmp: pump r: reference system Ref: physical reference chamber w: wall of the interconnection volume

制御室6510に対する式は、図49Aにおける3つの別個の質量系の概念的モデルから、制御室質量6510、基準室質量6520および相互接続容積質量6530、6531の総容積が一定であると理解することにより、導出することができる。この関係は、以下のように、圧力均等化の開始から終了まで各i番目の値のセットに対してゼロである各閉鎖系6512、6522、6532の容積変化の和として表すことができる。
0=制御室質量の容積変化+相互接続質量の容積変化+基準室質量の容積変化
0=ΔVci+ΔVri+ΔVli(13)
式中、ΔVci、ΔVri、ΔVliのi番目の値は、同じ時点におけるこれらの値を表す。ポリトロープ過程および理想気体の法則の圧力/容積関係に基づいて、制御室気体系の容積変化(ΔVci)、基準気体系の容積変化(ΔVri)および導管気体系の容積変化(ΔVli)に対して、式を展開することができる。制御室気体系6512のi番目の容積変化に対する式は、制御室質量6512のi番目の容積から均等化の開始時における制御室質量6512の容積を減じた値に等しい。時点iにおける制御室質量6512の容積は、以下のように、制御室6510の容積に、時点iにおける制御室6510圧力に対する最終制御室6510圧力の比を1/制御室6510のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
制御室質量の現容積変化=制御室質量の現容積-制御室質量の初期容積
The equation for control room 6510 can be understood from the conceptual model of the three separate mass systems in FIG. It can be derived as follows. This relationship can be expressed as the sum of the volume changes of each closed system 6512, 6522, 6532 that are zero for each i-th set of values from the beginning to the end of pressure equalization as follows:
0 = volumetric change in control room mass + volumetric change in interconnection mass + volumetric change in reference chamber mass 0 = ΔV ci + ΔV ri + ΔV li (13)
In the formula, the i-th value of ΔV ci , ΔV ri , and ΔV li represents these values at the same point in time. Based on polytropic processes and ideal gas law pressure/volume relationships, the volume change in the control room gas system (ΔV ci ), the volume change in the reference gas system (ΔV ri ), and the volume change in the conduit gas system (ΔV li ) are On the other hand, the expression can be expanded. The equation for the ith volume change of control room gas system 6512 is equal to the ith volume of control room mass 6512 minus the volume of control room mass 6512 at the beginning of equalization. The volume of the control room mass 6512 at time i is the volume of the control room 6510 raised to the power of the ratio of the final control room 6510 pressure to the control room 6510 pressure at time i by 1/the polytropic coefficient of the control room 6510, as follows: It is calculated by multiplying the values.
Change in current volume of control room mass = Current volume of control room mass - Initial volume of control room mass

Figure 0007378491000004
Figure 0007378491000004

基準気体系容積変化(ΔV)に対する式は、ポリトロープ過程に対する圧力/容積関係から導出される。基準室気体系6522のi番目の質量変化に対する式は、基準室質量6522のi番目の容積から均等化の開始時の基準室質量6522の容積を減じた値に等しい。時点iにおける基準室質量6520の容積は、以下のように、基準室6520の構造上の容積に、時点iにおける基準室6520圧力に対する初期基準室6520圧力の比を1/基準室6520のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
基準室質量の現容積変化=基準室質量の現容積-基準室質量の初期容積
The expression for the reference gas system volume change (ΔV r ) is derived from the pressure/volume relationship for a polytropic process. The equation for the ith mass change of reference chamber gas system 6522 is equal to the ith volume of reference chamber mass 6522 minus the volume of reference chamber mass 6522 at the beginning of equalization. The volume of the reference chamber mass 6520 at time i is the structural volume of the reference chamber 6520 plus the ratio of the initial reference chamber 6520 pressure to the reference chamber 6520 pressure at time i as 1/the polytropic coefficient of the reference chamber 6520. It is calculated by multiplying the value raised to the power.
Change in current volume of reference chamber mass = Current volume of reference chamber mass - Initial volume of reference chamber mass

Figure 0007378491000005
Figure 0007378491000005

相互接続気体系6532の容積変化(ΔV)に対する式は、系の一定質量気体から導出される(V*ρ=一定)。導管気体系6532のi番目の容積変化に対する式は、系の現質量から相互接続気体系6532の最初の容積を減じた値に等しい。相互接続またはライン気体系6532の現容積は、初期質量に、系の現密度に対する初期密度の比を乗じたものである。相互接続気体系6532の初期容積は、以下のように、図49Aの上方の像に描かれている容積6534、6533および6535の和である。
相互接続質量の現容積変化=相互接続質量の現容積+相互接続質量の初期容積
The expression for the volume change (ΔV l ) of the interconnect gas system 6532 is derived from a constant mass gas of the system (V*ρ=constant). The equation for the ith volume change of conduit gas system 6532 is equal to the current mass of the system minus the initial volume of interconnect gas system 6532. The current volume of the interconnect or line gas system 6532 is the initial mass multiplied by the ratio of the initial density to the current density of the system. The initial volume of interconnect gas system 6532 is the sum of volumes 6534, 6533, and 6535 depicted in the upper image of FIG. 49A as follows:
Current volume change of interconnect mass = Current volume of interconnect mass + Initial volume of interconnect mass

Figure 0007378491000006
Figure 0007378491000006

密度項ρl0、ρliは、均等化の開始時および均等化の間のいずれかの時点iでの導管気体系における気体の平均密度である。導管気体系6532は、異なる温度および圧力としての気体を含む。導管気体系6532は、6534と表記されている容積内の制御室6510内の容積内の気体と、6533と表記されている弁6540の制御室側のマニホールド通路内の気体と、6535と表記されている弁6540の基準室側におけるマニホールド通路内の気体と、6536と表記されている基準室内の気体とを含む。 The density terms ρ l0 , ρ li are the average densities of the gases in the conduit gas system at the beginning of equalization and at any point i during equalization. Conduit gas system 6532 includes gases at different temperatures and pressures. Conduit gas system 6532 includes gas in a volume within control chamber 6510 in a volume labeled 6534, gas in a manifold passage on the control chamber side of valve 6540, labeled 6533, and gas in a manifold passage labeled 6535. The gas in the manifold passage on the reference chamber side of valve 6540, which is located in the valve 6540, and the gas in the reference chamber labeled 6536.

これらの4つの式を結合して、以下のように、圧力均等化の開始時における測定された圧力の対(PCC0、PRef0)と、均等化中の任意の時点での測定された圧力の対(PCCi,PRefi)と、均等化のおよそ終了時における制御室6510圧力(PCCf)と、基準室の一定容積(VRef)および相互接続容積(VIC)との関数として、制御室6510の容積(VCC)に対する式を展開することができる。 Combining these four equations, we get the pair of measured pressures at the beginning of pressure equalization (P CC0 , P Ref0 ) and the measured pressure at any point during the equalization: (P CCi , P Refi ), the control chamber 6510 pressure at approximately the end of equalization (P CCf ), and the constant volume of the reference chamber (V Ref ) and interconnect volume (V IC ) as a function of An expression for the volume of control room 6510 (V CC ) can be developed.

Figure 0007378491000007
Figure 0007378491000007

式中、マニホールドまたはライン系6532の密度(ρl0、ρli)は、後述するように関連する温度とともに、初期圧力対(PCC0、PRef0)および均等化中の任意の圧力対(PCCi,PRefi)を用いて評価される。 where the densities (ρ l0 , ρ li ) of the manifold or line system 6532, along with the associated temperatures as described below, are expressed as the initial pressure pairs (P CC0 , P Ref0 ) and any pressure pairs during equalization (P CCi , P Refi ).

式(16)における導管気体系の密度(ρl0、ρli)は、各物理的容積(すなわち、制御室6510、基準室6520および相互接続容積6530、6531)に対して容積-加重平均密度から計算することができる。 The density of the conduit gas system (ρ l0 , ρ li ) in equation (16) is calculated from the volume-weighted average density for each physical volume (i.e., control room 6510, reference room 6520, and interconnected volumes 6530, 6531). can be calculated.

Figure 0007378491000008
Figure 0007378491000008

式中、Rは空気に対する普遍気体定数であり、温度TIC_CC、TIC_R、Tlrは、一部には、相互接続容積壁の温度の関数であり得る。別の例では、温度TIC_CC、TIC_R、Tlrは、一部には相互接続容積壁の温度および制御室の気体温度(TCCi)の関数であり得る。別の例では、温度TIC_CC、TIC_R、Tlrは、相互接続壁温度(T)であり得る。別の例では、温度は、制御室温度(TCCi)であり得る。ΔVriの値は、式(14)から計算される。ΔVcf-ΔVciの値は、6534の容積であり、以下のように計算される。 where R is the universal gas constant for air, and the temperatures T IC_CC , T IC_R , T lr may be, in part, a function of the interconnect volume wall temperature. In another example, the temperatures T IC_CC , T IC_R , T lr may be a function in part of the interconnect volume wall temperature and the control room gas temperature (T CCi ). In another example, temperatures T IC_CC , T IC_R , T lr may be interconnect wall temperatures (T w ). In another example, the temperature may be a control room temperature (T CCi ). The value of ΔV ri is calculated from equation (14). The value of ΔV cf −ΔV ci is 6534 volumes and is calculated as follows.

Figure 0007378491000009
Figure 0007378491000009

圧力均等化の前の導管気体系6532の密度は、各物理的容積(すなわち、制御室6510および相互接続容積6530、6531)に対する容積-加重平均密度である(18)と同様の式から計算することができる。 The density of the conduit gas system 6532 before pressure equalization is calculated from a formula similar to (18), which is the volume-weighted average density for each physical volume (i.e., control room 6510 and interconnected volumes 6530, 6531). be able to.

Figure 0007378491000010
Figure 0007378491000010

式(18)で使用された制御室気体系容積の変化(ΔVcf)は、以下のように、制御室6510の物理的容積に、量1から、初期制御室圧力に対する最終制御室圧力の比に1/制御室のポリトロープ係数を乗算した値を減じた値を乗じることから計算される。 The change in control room gas system volume (ΔV cf ) used in equation (18) is calculated from the quantity 1 to the physical volume of the control room 6510 as follows: is calculated by multiplying by the value obtained by subtracting the value obtained by multiplying 1/the polytropic coefficient of the control room.

Figure 0007378491000011
Figure 0007378491000011

密度比(ρl0/ρlf)が圧力比(Pl0/Plf)に等しいように、導管気体系6532に対する一定温度を想定することにより、制御室6510容積の推定値を導出することができる。推定をさらに簡略化するために、ポリトロープ係数の代わりに、比熱比γ)が用いられる。このより簡略化した式では、制御室6510容積は、圧力均等化の開始時の測定された圧力対(PCC0、PRef0)および均等化の終了時の測定された圧力対(PCCf、PReff)と、基準室の一定容積(VRef)および相互接続容積(VIC)との関数である。 By assuming a constant temperature for the conduit gas system 6532 such that the density ratio (ρ l0lf ) is equal to the pressure ratio (P l0 /P lf ), an estimate of the control room 6510 volume can be derived. . To further simplify the estimation, the specific heat ratio γ) is used instead of the polytropic coefficient. In this more simplified equation, the control chamber 6510 volume is the measured pressure pair at the beginning of pressure equalization (P CC0 , P Ref0 ) and the measured pressure pair at the end of equalization (P CCf , P Ref ) and the constant volume of the reference chamber (V Ref ) and the interconnect volume (V IC ).

Figure 0007378491000012
Figure 0007378491000012

3つの閉鎖系6512、6522、6532内の気体は、理想気体としてモデル化することができ、そのため、以下のように、初期状態および新たな圧力または容積から温度を求めることができる。 The gases in the three closed systems 6512, 6522, 6532 can be modeled as ideal gases, so the temperature can be determined from the initial conditions and new pressure or volume as follows.

Figure 0007378491000013
Figure 0007378491000013

制御室内の気体の初期温度(TCC0)は、相互接続容積壁の温度と、プリチャージ圧力6316(図108A)と、プリチャージの直前の制御室6510内の圧力6306とから計算することができる。制御容積内の気体のプリチャージ圧力への圧縮は、ポリトロープ過程としてかつ式(23)における理想気体の法則を用いてモデル化することができる。プリチャージの前の制御室6510圧力6306は、本明細書では圧送圧力(Ppmp)と呼ぶ。 The initial temperature of the gas in the control chamber (T CC0 ) can be calculated from the interconnect volume wall temperature, the precharge pressure 6316 (FIG. 108A), and the pressure 6306 in the control chamber 6510 just before precharging. . The compression of the gas in the control volume to the precharge pressure can be modeled as a polytropic process and using the ideal gas law in equation (23). The control chamber 6510 pressure 6306 before precharging is referred to herein as pumping pressure (Ppmp).

Figure 0007378491000014
Figure 0007378491000014

膨張中の第iステップにおける制御室6510内の気体の温度(TCCi)は、以下のように、式(23)を用いて、初期制御室6510温度と、プリチャージ圧力6316(図108A)と、i番目の制御室6510圧力(PCCi)とから計算することができる。 The temperature of the gas in the control chamber 6510 at the i-th step during expansion (T CCi ) is determined by the initial control chamber 6510 temperature and precharge pressure 6316 (FIG. 108A) using equation (23) as follows. , i-th control chamber 6510 pressure (P CCi ).

Figure 0007378491000015
Figure 0007378491000015

式14、17、19、21、25で使用される制御室気体系に対するポリトロープ係数の値(nCC)は、制御室6510の容積によって変化し、小さい容積に対するおよそ1から大きい容積に対するおよそ比熱比までの範囲であり得る。空気および主に二原子分子の他の系に対する比熱比は、1.4である。一例では、(+FMSの場合の)nCCの値は、以下のように、推定された制御室容積(式22)の関数として表すことができる。 The value of the polytropic coefficient (nCC) for the control room gas system used in Equations 14, 17, 19, 21, 25 varies with the volume of the control room 6510, from approximately 1 for small volumes to approximately the specific heat ratio for large volumes. It can be in the range of The specific heat ratio of air and other systems of mainly diatomic molecules is 1.4. In one example, the value of nCC (for +FMS) can be expressed as a function of the estimated control room volume (Equation 22) as follows:

nCC=1.4-3.419×10-5(23.56-VCCEst3.074(26)
制御室の容積(VCC)とポリトロープ係数(nCC)との関係を求める方法については、以下のセクションに記載する。
nCC=1.4-3.419× 10-5 (23.56-V CCEst ) 3.074 (26)
A method for determining the relationship between control room volume (V CC ) and polytropic coefficient (nCC) is described in the following section.

ポリトロープ-FMSアルゴリズム
上述した+FMSアルゴリズムに類似する-FMSアルゴリズムを展開して、図45における制御室6171の容積を-FMSプロセスに対する制御室6171および基準室6212の圧力から計算することができる。-FMSプロセスでは、第1チャンバ(たとえば、6171)は、既知の第2チャンバ(たとえば、6212)より低い圧力にプリチャージされる。
Polytropic-FMS Algorithm The -FMS algorithm, similar to the +FMS algorithm described above, can be developed to calculate the volume of control chamber 6171 in FIG. 45 from the pressures of control chamber 6171 and reference chamber 6212 for the -FMS process. - In the FMS process, the first chamber (eg 6171) is precharged to a lower pressure than the known second chamber (eg 6212).

ここで図49Bを参照すると、制御室6510、基準室6520およびマニホールドライン6530、6531の構造内の気体は、構造6510、6520、6530、6531を通して混合しないが、膨張し、収縮しかつ移動する3つの気体質量6512、6532、6522としてモデル化することができる。3つの質量6512、6522、6532の熱力学的モデルに基づいて、測定された制御室6510および基準室6520の圧力から、制御室6510の容積を計算することができる。-FMSアルゴリズムでは、制御室質量6512は、均等化プロセスの開始時に制御室6510を占有する気体である。基準室質量6522は、均等化プロセスの終了時に基準室6520を占有する気体である。マニホールド気体6532は、制御室と基準室との間の接続導管を含む、制御室気体6512と基準室気体6522との間の構造の平衡状態を満たす。 Referring now to FIG. 49B, the gases within the control chamber 6510, reference chamber 6520 and manifold lines 6530, 6531 structure do not mix through the structure 6510, 6520, 6530, 6531, but expand, contract and move 3 can be modeled as three gas masses 6512, 6532, 6522. Based on the thermodynamic model of the three masses 6512, 6522, 6532, the volume of the control chamber 6510 can be calculated from the measured pressures of the control chamber 6510 and the reference chamber 6520. - In the FMS algorithm, the control room mass 6512 is the gas that occupies the control room 6510 at the beginning of the equalization process. Reference chamber mass 6522 is the gas that occupies reference chamber 6520 at the end of the equalization process. Manifold gas 6532 satisfies the structural equilibrium between control chamber gas 6512 and reference chamber gas 6522, including the connecting conduit between the control and reference chambers.

そして、3つの概念的閉鎖系6512、6532、6522の容積および温度を、3つの閉鎖系6512、6532、6522に対する初期状態、圧力対、熱伝達想定および一定総容積の制約から計算することができる。圧力均等化は、各容積6510、6520、6530、6531に対する異なるポリトロープ係数を用いて、各々における熱伝達の相対的重要性を取り込むことによってモデル化することができる。3つの系6512、6522、6532に対する恒量、理想気体およびポリトロープ過程式を結合し配列して、制御室6510の容積を計算することができる。以下の段落は、-FMSプロセスの圧力均等化ステップ中に測定された圧力に基づく制御室6510容積の計算を可能にする式の1つまたは複数のセットの導出について記載する。 The volumes and temperatures of the three conceptual closed systems 6512, 6532, 6522 can then be calculated from the initial conditions, pressure vs. heat transfer assumptions and constant total volume constraints for the three closed systems 6512, 6532, 6522. . Pressure equalization can be modeled by using different polytropic coefficients for each volume 6510, 6520, 6530, 6531 to capture the relative importance of heat transfer in each. The constant mass, ideal gas, and polytropic process equations for the three systems 6512, 6522, 6532 can be combined and arranged to calculate the volume of the control room 6510. The following paragraphs describe the derivation of one or more sets of equations that allow calculation of the control chamber 6510 volume based on the pressure measured during the pressure equalization step of the -FMS process.

-FMSに対する閉鎖系の説明
図49Bにおける上方の像は、-FMSプロセスにおける圧力均等化の開始時の3つの閉鎖系6512、6522、6532の位置を提示する。下方の像は、圧力均等化の終了時の3つの閉鎖系6512、6522、6532の位置を提示する。均等化プロセス中、閉鎖系6512、6522、6532の位置は、図49Bに提示する2つの極値の間にある。例として、制御室系6512および基準室系6522のいずれも、それらのそれぞれの構造を満たさない。以下の段落は、閉鎖系をより詳細に提示する。
- Illustration of closed systems for FMS The upper image in figure 49B presents the position of the three closed systems 6512, 6522, 6532 at the beginning of pressure equalization in the -FMS process. The lower image presents the positions of the three closed systems 6512, 6522, 6532 at the end of pressure equalization. During the equalization process, the position of the closed system 6512, 6522, 6532 is between the two extreme values presented in Figure 49B. As an example, neither control room system 6512 nor reference room system 6522 satisfy their respective structures. The following paragraphs present closed systems in more detail.

-FMSアルゴリズムにおける制御室気体系6512は、圧力均等化前に制御室6510を充填する気体である。圧力均等化中、最初に高い方の圧力基準室気体系6522が、膨張し、マニホールド気体系6532を制御室6510内に押し込む際、制御室気体系6512は圧縮される。制御室気体系6512は、-FMSプロセスの圧力均等化中、ポリトロープ圧縮によってモデル化することができ、そこでは、圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。 - The control room gas system 6512 in the FMS algorithm is the gas that fills the control room 6510 before pressure equalization. During pressure equalization, the higher pressure reference chamber gas system 6522 expands first and as it forces the manifold gas system 6532 into the control chamber 6510, the control chamber gas system 6512 is compressed. The control room gas system 6512 can be modeled by polytropic compression during pressure equalization of the -FMS process, where pressure and volume are related by the following equation:

cc nCC=定数
式中、pは制御室6510内の初期圧力であり、Vccは制御室6510の容積であり、nCCは制御室6510に対するポリトロープ係数である。
p 0 V cc nCC = constant where p 0 is the initial pressure in the control chamber 6510, V cc is the volume of the control chamber 6510, and nCC is the polytropic coefficient for the control chamber 6510.

-FMSアルゴリズムにおける基準気体系6522は、均等化後の基準容積6520全体を占有する気体である。基準気体系6522は、均等化中、基準室6520内のより高い圧力の気体が、マニホールド気体系6532を基準室6520から押し出して制御室6510に向かわせる際、膨張する。図36に示す一例では、(図36において174と表記されている)基準室は、圧力均等化中の圧縮または膨張過程を断熱的としてモデル化することができるように十分に開放しているかまたは内部特徴/要素がなく、そのため、ポリトロープ係数(nR)は、およそチャンバ内に存在する気体の比熱比に等しく設定することができる。基準室気体6522の圧力および容積は、以下の式によって関連づけられる。 - The reference gas system 6522 in the FMS algorithm is the gas that occupies the entire reference volume 6520 after equalization. Reference gas system 6522 expands during equalization as higher pressure gas in reference chamber 6520 forces manifold gas system 6532 out of reference chamber 6520 and toward control chamber 6510. In one example shown in FIG. 36, the reference chamber (labeled 174 in FIG. 36) is sufficiently open or There are no internal features/elements, so the polytropic coefficient (nR) can be set approximately equal to the specific heat ratio of the gas present within the chamber. The pressure and volume of reference chamber gas 6522 are related by the following equation.

R0Ref nR=定数
式中、pR0は初期基準圧力であり、VRefは基準室の容積であり、nRは、基準室に対する比熱比である(nR=1.4空気)。別の例では、基準室6520が、近等温膨張を提供する、連続気泡フォーム、ワイヤメッシュ、粒子等の熱吸収材料で充填されている場合、基準室に対するポリトロープ係数(nR)は、およそ1.0の値を有する可能性がある。
p R0 V Ref nR = constant where p R0 is the initial reference pressure, V Ref is the volume of the reference chamber, and nR is the specific heat ratio relative to the reference chamber (nR=1.4 air). In another example, if the reference chamber 6520 is filled with a heat absorbing material such as open cell foam, wire mesh, particles, etc. that provides near-isothermal expansion, the polytropic coefficient (nR) for the reference chamber is approximately 1. It may have a value of 0.

-FMSプロセスでは、導管またはマニホールド気体系6532は、均等化の前に、相互接続容積6530、6531および基準室6520の一部6536の容積すべてを占有する。均等化後、導管気体系6532は、相互接続容積6530、6531および制御室6510の一部6534を占有する。相互接続容積6530の弁6540の制御室側に存在する導管気体系6532の部分には、本明細書では、6533と表記されている。相互接続容積6531の弁6540の基準室側に存在する導管気体系6532の部分は、6535と称する。制御室6510内に存在する導管気体系6532の部分には、本明細書では、6534と表記されている。基準室6520内に存在する導管気体系6532の部分は、6536と称する。 - In the FMS process, the conduit or manifold gas system 6532 occupies the entire volume of the interconnecting volumes 6530, 6531 and part 6536 of the reference chamber 6520 before equalization. After equalization, conduit gas system 6532 occupies interconnect volumes 6530, 6531 and a portion 6534 of control room 6510. The portion of the conduit gas system 6532 that resides on the control room side of the valve 6540 of the interconnect volume 6530 is designated herein as 6533. The portion of the conduit gas system 6532 that resides on the reference chamber side of the valve 6540 of the interconnecting volume 6531 is designated 6535. The portion of conduit gas system 6532 that resides within control room 6510 is designated herein as 6534. The portion of conduit gas system 6532 that resides within reference chamber 6520 is designated 6536.

一例では、相互接続容積6530および6531は、狭い通路である可能性があり、それは、高い熱伝達を提供し、容積6530および6531内の導管気体系6532が通路の固体の境界または壁の温度に近いことを確実にする。相互接続容積6530、6531またはマニホールド通路を包囲する構造の温度は、本明細書では壁温度(T)と呼ぶ。別の例では、容積6530、6531内の導管気体系6532の温度は、一部には壁温度の関数である。制御室6534内の導管気体系の部分は、制御室気体系6512と同じ温度でモデル化することができる。導管気体系6534の制御室部分は、制御室気体系6512と同じように膨張し、制御室気体系6512と同じ温度を有するものと考えることができる。基準室6536内のラインまたはマニホールド気体系の部分は、一部には壁温度の関数である温度によってモデル化することができる。別の例では、導管気体系6536の基準室部分は、基準室6520の境界と熱的に相互作用しないものとしてモデル化することができ、それにより、基準室における導管気体系部分6536の温度は、壁温度および基準室6520圧力の関数である。 In one example, interconnecting volumes 6530 and 6531 may be narrow passageways that provide high heat transfer and allow conduit gas systems 6532 within volumes 6530 and 6531 to reach the temperature of the solid boundaries or walls of the passageways. Make sure it's close. The temperature of the interconnect volume 6530, 6531 or the structure surrounding the manifold passageway is referred to herein as the wall temperature (T w ). In another example, the temperature of the conduit gas system 6532 within volumes 6530, 6531 is in part a function of wall temperature. The portion of the conduit gas system within the control room 6534 may be modeled at the same temperature as the control room gas system 6512. The control room portion of the conduit gas system 6534 can be considered to expand in the same manner as the control room gas system 6512 and have the same temperature as the control room gas system 6512. Portions of the line or manifold gas system within reference chamber 6536 can be modeled by a temperature that is, in part, a function of wall temperature. In another example, the reference chamber portion of the conduit gas system 6536 can be modeled as not thermally interacting with the boundaries of the reference chamber 6520 such that the temperature of the conduit gas system portion 6536 in the reference chamber is , is a function of wall temperature and reference chamber 6520 pressure.

このセクションにおける式は、以下の命名法を使用する。
変数
γ:比熱比
n:ポリトロープ係数
p:圧力
V:容積
T:温度
上付き文字:
n:ポリトロープ係数
nCC:制御室に対するポリトロープ係数
nR:基準室に対するポリトロープ係数
下付き文字:
c:制御室系
CC:物理的制御室
f:均等化の終了時の値
i:i番目の値
IC:物理的相互接続容積またはマニホールド通路
IC_R:弁の基準室側における物理的相互接続容積
IC_CC:弁の制御室側における物理的相互接続容積
l:ラインまたはマニホールド/相互接続系
0:均等化の開始時の値
pmp:ポンプ
r:基準系
Ref:物理的基準室
w:相互接続容積の壁温度
The formulas in this section use the following nomenclature.
Variable γ: Specific heat ratio n: Polytropic coefficient p: Pressure V: Volume T: Temperature Superscript:
n: polytropic coefficient nCC: polytropic coefficient for the control room nR: polytropic coefficient for the reference room Subscript:
c: Control room system CC: Physical control room f: Value at the end of equalization i: i-th value IC: Physical interconnection volume or manifold passage IC_R: Physical interconnection volume on the reference chamber side of the valve IC_CC : Physical interconnection volume on the control room side of the valve l: Line or manifold/interconnection system 0: Value at the start of equalization pmp: Pump r: Reference system Ref: Physical reference room w: Wall of the interconnection volume temperature

制御室6510に対する式は、図49Bにおける3つの別個の質量系の概念的モデルから、制御室質量6512、基準室質量6522および相互接続容積質量6532の総容積が一定であると理解することにより、導出することができる。この関係は、以下のように、圧力均等化の開始から終了まで各i番目の値のセットに対してゼロである各閉鎖系6512、6522、6532の容積変化の和として表すことができる。
0=制御室質量の容積変化+相互接続質量の容積変化+基準室質量の容積変化
0=ΔVci+ΔVri+ΔVli(13)
式中、ΔVci、ΔVri、ΔVliのi番目の値は、同じ時点におけるこれらの値を表す。ポリトロープ過程および理想気体の法則の圧力/容積関係に基づいて、制御室気体系の容積変化(ΔVci)、基準気体系の容積変化(ΔVri)および導管気体系の容積変化(ΔVli)に対して、式を展開することができる。制御室気体系6512のi番目の容積変化に対する式は、制御室質量6512のi番目の容積から均等化の開始時における制御室質量6512の容積を減じた値に等しい。時点iにおける制御室質量6512の容積は、以下のように、制御室6510の容積に、時点iにおける制御室6510圧力に対する最終制御室6510圧力の比を1/制御室6510のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
制御室質量の現容積変化=制御室質量の現容積-制御室質量の初期容積
The equation for control room 6510 is derived from the conceptual model of the three separate mass systems in FIG. can be derived. This relationship can be expressed as the sum of the volume changes of each closed system 6512, 6522, 6532 that are zero for each i-th set of values from the beginning to the end of pressure equalization as follows:
0 = volumetric change in control room mass + volumetric change in interconnection mass + volumetric change in reference chamber mass 0 = ΔV ci + ΔV ri + ΔV li (13)
In the formula, the i-th value of ΔV ci , ΔV ri , and ΔV li represents these values at the same point in time. Based on polytropic processes and ideal gas law pressure/volume relationships, the volume change in the control room gas system (ΔV ci ), the volume change in the reference gas system (ΔV ri ), and the volume change in the conduit gas system (ΔV li ) are On the other hand, the expression can be expanded. The equation for the ith volume change of control room gas system 6512 is equal to the ith volume of control room mass 6512 minus the volume of control room mass 6512 at the beginning of equalization. The volume of the control room mass 6512 at time i is the volume of the control room 6510 raised to the power of the ratio of the final control room 6510 pressure to the control room 6510 pressure at time i by 1/the polytropic coefficient of the control room 6510, as follows: It is calculated by multiplying the values.
Change in current volume of control room mass = Current volume of control room mass - Initial volume of control room mass

Figure 0007378491000016
Figure 0007378491000016

基準気体系容積変化(ΔV)に対する式は、ポリトロープ過程に対する圧力/容積関係から導出される。基準室気体系6522のi番目の質量変化に対する式は、基準室質量6522のi番目の容積から均等化の開始時の基準室質量6522の容積を減じた値に等しい。時点iにおける基準室質量6520の容積は、以下のように、基準室6520の構造上の容積に、時点iにおける基準室6520圧力に対する初期基準室6520圧力の比を1/基準室6520のポリトロープ係数で累乗した値を乗じることから計算される。
基準室質量の現容積変化=基準室質量の現容積+基準室質量の初期容積
The expression for the reference gas system volume change (ΔV r ) is derived from the pressure/volume relationship for a polytropic process. The equation for the ith mass change of reference chamber gas system 6522 is equal to the ith volume of reference chamber mass 6522 minus the volume of reference chamber mass 6522 at the beginning of equalization. The volume of the reference chamber mass 6520 at time i is the structural volume of the reference chamber 6520 plus the ratio of the initial reference chamber 6520 pressure to the reference chamber 6520 pressure at time i as 1/the polytropic coefficient of the reference chamber 6520. It is calculated by multiplying the value raised to the power.
Change in current volume of reference chamber mass = Current volume of reference chamber mass + Initial volume of reference chamber mass

Figure 0007378491000017
Figure 0007378491000017

相互接続気体系6532の容積変化(ΔV)に対する式は、系の一定質量気体から導出される(V*ρ=一定)。導管またはマニホールド気体系6532のi番目の質量変化に対する式は、系6532の現質量から系6532の最初の質量を減じた値に等しい。相互接続またはマニホールド気体系6532の現質量は、初期質量に、系6532の現密度に対する初期密度の比を乗じたものである。相互接続気体系6532の初期容積は、以下のように、図49Bに描かれている容積6534、6533および6535の和である。
相互接続質量の現容積変化=相互接続質量の現容積+相互接続質量の初期容積
The expression for the volume change (ΔV l ) of the interconnect gas system 6532 is derived from a constant mass gas of the system (V*ρ=constant). The equation for the ith mass change of conduit or manifold gas system 6532 is equal to the current mass of system 6532 minus the initial mass of system 6532. The current mass of interconnect or manifold gas system 6532 is the initial mass multiplied by the ratio of the initial density to the current density of system 6532. The initial volume of interconnect gas system 6532 is the sum of volumes 6534, 6533, and 6535 depicted in FIG. 49B as follows:
Current volume change of interconnect mass = Current volume of interconnect mass + Initial volume of interconnect mass

Figure 0007378491000018
Figure 0007378491000018

密度項ρl0、ρliは、均等化の開始時および均等化中のいずれかの時点iでの導管気体系における気体の平均密度である。導管気体系6532は、異なる温度および圧力としての気体を含む。導管気体系6532は、6534と表記されている容積内の制御室6510内の容積内の気体と、6533と表記されている弁6540の制御室側のマニホールド通路内の気体と、6535と表記されている弁6540の基準室側におけるマニホールド通路内の気体と、6536と表記されている基準室内の気体とを含む。 The density terms ρ l0 , ρ li are the average densities of the gases in the conduit gas system at the beginning of equalization and at any point i during equalization. Conduit gas system 6532 includes gases at different temperatures and pressures. Conduit gas system 6532 includes gas in a volume within control chamber 6510 in a volume labeled 6534, gas in a manifold passage on the control chamber side of valve 6540, labeled 6533, and gas in a manifold passage labeled 6535. This includes the gas in the manifold passage on the reference chamber side of valve 6540, which is located in the valve 6540, and the gas in the reference chamber labeled 6536.

これらの4つの式を結合して、以下のように、圧力均等化の開始時における測定された圧力の対(PCC0、PRef0)と、均等化中の任意の時点での測定された圧力の対(PCCi,PRefi)と、均等化のおよそ終了時における基準室6520圧力(PReff)と、基準室の一定容積(VRef)および相互接続容積(VIC)との関数である、制御室6510の容積(VCC)に対する式を展開することができる。 Combining these four equations, we get the pair of measured pressures at the beginning of pressure equalization (P CC0 , P Ref0 ) and the measured pressure at any point during the equalization: (P CCi , P Refi ), the reference chamber 6520 pressure at approximately the end of equalization (P Reff ), and the constant volume of the reference chamber (V Ref ) and the interconnect volume (V IC ). , an expression can be developed for the volume of the control room 6510 (V CC ).

Figure 0007378491000019
(30)
Figure 0007378491000019
(30)

式中、ライン系6532の密度(ρl0、ρli)は、後述するように関連する温度とともに、初期圧力対(PCC0、PRef0)および均等化中の任意の圧力対(PCCi,PRefi)を用いて評価される。 where the density of the line system 6532 (ρ l0 , ρ li ), along with the associated temperature as described below, is the initial pressure pair (P CC0 , P Ref0 ) and any pressure pair during equalization (P CCi , P Refi ).

式(29)における導管気体系の密度(ρl0、ρli)は、各物理的容積(すなわち、制御室6510、基準室6520および相互接続容積6530、6531)に対して容積-加重平均密度から計算することができる。 The density of the conduit gas system (ρ l0 , ρ li ) in Equation (29) is calculated from the volume-weighted average density for each physical volume (i.e., control room 6510, reference room 6520, and interconnected volumes 6530, 6531). can be calculated.

Figure 0007378491000020

Figure 0007378491000021

Figure 0007378491000022

Figure 0007378491000023

Figure 0007378491000024
Figure 0007378491000020

Figure 0007378491000021

Figure 0007378491000022

Figure 0007378491000023

Figure 0007378491000024

式中、Rは空気に対する普遍気体定数であり、温度TIC_CC、TIC_R、TlCは、一部には相互接続容積壁の温度の関数であり得る。別の例では、温度TIC_CC、TIC_R、TlCrは、一部には相互接続容積壁の温度および基準室の気体温度(TRefi)の関数であり得る。別の例では、温度TIC_CC、TIC_R、TlCは、相互接続壁温度(T)であり得る。別の例では、温度は、基準室温度(TRefi)であり得る。 where R is the universal gas constant for air, and the temperatures T IC_CC , T IC_R , T 1C may be a function in part of the interconnect volume wall temperature. In another example, the temperatures T IC_CC , T IC_R , T lCr may be a function in part of the interconnect volume wall temperature and the reference chamber gas temperature (T Refi ). In another example, temperatures T IC_CC , T IC_R , T 1C may be interconnect wall temperatures (T w ). In another example, the temperature may be a reference room temperature (T Refi ).

式(31)に対するΔVcfの値は、式(27)から計算され、最終制御室圧力(PCCf)はPCCiに使用され、VCCEstはVCCに使用される。式(31)に対するΔVriの値は、式(28)から計算される。 The value of ΔV cf for equation (31) is calculated from equation (27), where the final control chamber pressure (P CCf ) is used for P CCi and V CCEst is used for V CC . The value of ΔV ri for equation (31) is calculated from equation (28).

圧力均等化の前の導管気体系6532の密度は、各物理的容積(すなわち、制御室6510および相互接続容積6530、6531)に対する容積-加重平均密度である式(31)と同様の式から計算することができる。 The density of the conduit gas system 6532 before pressure equalization is calculated from a formula similar to equation (31), which is the volume-weighted average density for each physical volume (i.e., control room 6510 and interconnect volumes 6530, 6531). can do.

Figure 0007378491000025
Figure 0007378491000025

密度比(ρl0/ρlf)が圧力比(Pl0/Plf)に等しいように、導管またはマニホールド気体系6532に対する一定温度を想定することにより、制御室6510容積の推定値を導出することができる。推定をさらに簡略化するために、ポリトロープ係数の代わりに、比熱比(γ)が用いられる。このより簡略化した式では、-FMSプロセスにおける制御室の容積(VCC)は、3つの圧力(すなわち、圧力均等化の開始時の測定された圧力対(PCC0、PRef0)および単一の均等化圧力(P))とともに、基準室の一定容積(VRef)および相互接続容積(VIC)と、基準室に対するポリトロープ係数(nR)および制御室に対するポリトロープ係数(nCC)との関数として表すことができる。 Derive an estimate of the control room 6510 volume by assuming a constant temperature for the conduit or manifold gas system 6532 such that the density ratio (ρ l0lf ) is equal to the pressure ratio (P l0 /P lf ). Can be done. To further simplify the estimation, the specific heat ratio (γ) is used instead of the polytropic coefficient. In this more simplified equation, the volume of the control chamber (V CC ) in the -FMS process is determined by the three pressures (i.e. the measured pressure pair at the beginning of pressure equalization (P CC0 , P Ref0 ) and the single function of the constant volume of the reference chamber (V Ref ) and interconnected volume (V IC ) with the equalized pressure (P f )) of the polytropic coefficient for the reference chamber (nR) and the polytropic coefficient for the control room (nCC) It can be expressed as

Figure 0007378491000026
Figure 0007378491000026

3つの閉鎖系6512、6522、6532内の気体は、理想気体としてモデル化することができ、そのため、以下のように、初期状態および新たな圧力または容積から温度を求めることができる。 The gases in the three closed systems 6512, 6522, 6532 can be modeled as ideal gases, so the temperature can be determined from the initial conditions and new pressure or volume as follows.

Figure 0007378491000027
Figure 0007378491000027

制御室内の気体の初期温度(TCC0)は、相互接続容積壁の温度と、プリチャージ圧力6316(図108B)と、プリチャージの直前の制御室6510内の圧力6306(図108Bを参照)とから計算し、それをポリトロープ過程としてかつ式(23)における理想気体の法則を用いてモデル化することができる。プリチャージの前の制御室圧力6306は、本明細書では圧送圧力(Ppmp)と呼ぶ。 The initial temperature of the gas in the control chamber (T CC0 ) is determined by the temperature of the interconnect volume wall, the precharge pressure 6316 (FIG. 108B), and the pressure 6306 in the control chamber 6510 just before precharging (see FIG. 108B). can be modeled as a polytropic process and using the ideal gas law in equation (23). The control chamber pressure 6306 before precharging is referred to herein as pumping pressure (Ppmp).

Figure 0007378491000028
Figure 0007378491000028

制御室気体系に対するポリトロープ係数の値(nCC)は、制御室6510の容積によって変化し、小さい容積に対するおよそ1から大きい容積に対するおよそ比熱比までの範囲であり得る。空気および主に二原子分子の他の系に対する比熱比は、1.4である。一例では、-FMSの場合のnCCの値は、以下のように、推定された制御室容積(式21)の関数として表すことができる。 The value of the polytropic coefficient (nCC) for a control room gas system varies with the volume of the control room 6510 and can range from approximately 1 for small volumes to approximately the specific heat ratio for large volumes. The specific heat ratio of air and other systems of predominantly diatomic molecules is 1.4. In one example, the value of nCC for -FMS can be expressed as a function of the estimated control room volume (Equation 21) as follows:

nCC=1.507-1.5512×10-5(23.56-VCCEst3.4255(34)
制御室の容積(VCC)とポリトロープ係数(nCC)との関係を求める方法については、以下のセクションで記載する。
nCC=1.507-1.5512× 10-5 (23.56-V CCEst ) 3.4255 (34)
A method for determining the relationship between control room volume (V CC ) and polytropic coefficient (nCC) is described in the following section.

ポリトロープ係数n CC を求める
ポリトロープ係数nCCの値は、経験的にまたは解析的に求めることができる。可能な理解において、ポリトロープ係数は、構造との熱伝達による気体のあり得る温度を、圧力変化によってもたらされる温度変化と比較する。ポリトロープ係数の値は、圧力変化、圧力変化の速度、ならびに気体容積の形状およびサイズによって変化する可能性がある。
Determining the polytropic coefficient n CC The value of the polytropic coefficient n CC can be determined empirically or analytically. In a possible understanding, the polytropic coefficient compares the possible temperature of a gas due to heat transfer with a structure to the temperature change caused by a pressure change. The value of the polytropic coefficient can vary depending on the pressure change, the rate of pressure change, and the shape and size of the gas volume.

一実施形態では、ポリトロープ係数nCCは、既知の容積を用いて制御室6171(図45)を生成し、+FMSプロセスまたは-FMSプロセスを実行して、均等化中に制御室および基準室の圧力を記録することによって、実験的に求められる。式(17)、(18)、(20)を含むポリトロープ+FMSアルゴリズムは、制御室に対するポリトロープ係数(nCC)の値を解くために、圧力測定値のセットおよび既知の制御室容積(VCC)に適用される。ポリトロープ係数を求めるこのプロセスは、充填ストロークの後の制御室6171の典型である1.28mlから、送達ストロークの後の制御室6171の典型である23.56mlの範囲のいくつかの異なる容積に対して繰り返された。nCCの確定の正確さを向上させるために、各容積に対して何回か、FMSプロセスを繰り返すことができる。+FMSプロセスに対するこの実験的確定の一例を図50Aに示し、そこでは、6つの異なる容積に対して式(22)によって計算されるように、制御室の推定された容積(VCCEst)に対して、nCCの値がプロットされている。データに指数方程式をあてはめて、推定された容積制御室に関してポリトロープ係数を表す式(26)を生成した。図50Aにおけるプロットは、単純な式によってデータをより適切にあてはめるために、値1.4-nCC対23.56-VCCEstをプロットしている。 In one embodiment, the polytropic coefficient n CC is determined by generating the control chamber 6171 (FIG. 45) with a known volume and running a +FMS or -FMS process to determine the pressure in the control and reference chambers during equalization. It can be determined experimentally by recording the The polytropic+FMS algorithm, including equations (17), (18), and (20), uses a set of pressure measurements and a known control room volume (V CC ) to solve for the value of the polytropic coefficient (n CC ) for the control room. Applies to. This process of determining polytropic coefficients was performed for several different volumes ranging from 1.28 ml, typical of the control chamber 6171 after the fill stroke, to 23.56 ml, typical of the control chamber 6171 after the delivery stroke. repeated. To improve the accuracy of determining the n CC , the FMS process can be repeated several times for each volume. An example of this experimental determination for the +FMS process is shown in Figure 50A, where for the estimated volume of the control room (V CCEst ), as calculated by equation (22) for six different volumes, , n CC values are plotted. An exponential equation was fitted to the data to generate equation (26) representing the polytropic coefficient for the estimated volumetric control room. The plot in FIG. 50A plots the values 1.4-n CC versus 23.56-V CCEst in order to better fit the data with a simple formula.

同様に、既知の制御室容積に-FMSプロセスを適用し、均等化中に制御室および基準室の圧力を記録することによって、-FMSに対するポリトロープ係数(nCC)を求めることができる。式(30)、(31)、(32)を含むポリトロープ-FMSアルゴリズムは、制御室に対するポリトロープ係数(nCC)の値を解くために、圧力測定値のセットおよび既知の制御室容積(VCC)に適用される。ポリトロープ係数を求めるこのプロセスは、いくつかの異なる容積に対して繰り返された。-FMSプロセスに対するnCCに対する結果としての値の例を図50Bに示し、そこでは、6つの異なる容積に対して式(33)によって計算されるように、制御室の推定された容積(VCCEst)に対して、nCCの値がプロットされている。データに指数方程式をあてはめて、推定された容積制御室(VCCEst)に関してポリトロープ係数(nCC)を表す式(34)を生成した。図50Bにおけるプロットは、単純な式によってデータをより適切にあてはめるために、値1.507-nCC対23.56-VCCEstをプロットしている。 Similarly, the polytropic coefficient (n CC ) for -FMS can be determined by applying the -FMS process to a known control room volume and recording the control and reference chamber pressures during equalization. The polytropic-FMS algorithm, including equations (30), (31), and (32), uses a set of pressure measurements and a known control room volume (V CC ) to solve for the value of the polytropic coefficient (n CC ) for the control room. ) applies to This process of determining polytropic coefficients was repeated for several different volumes. - An example of the resulting values for n CC for the FMS process is shown in Figure 50B, where the estimated volume of the control room (V CCEst ) versus the value of n CC . An exponential equation was fitted to the data to generate equation (34) representing the polytropic coefficient (n CC ) with respect to the estimated volume control room (V CCEst ). The plot in FIG. 50B plots the values 1.507-n CC versus 23.56-V CCEst in order to better fit the data with a simple formula.

一実施形態では、取付プレート170(図92)の正面に機械加工された容積を取り付けることにより、一定の既知の制御室容積が生成され、それにより、機械加工された容積は、取付プレートに封止され、制御室を圧力源および圧力センサに接続するポート173Cを覆う。 In one embodiment, a constant, known control room volume is created by attaching a machined volume to the front of the mounting plate 170 (FIG. 92), such that the machined volume is sealed to the mounting plate. 173C, which connects the control chamber to a pressure source and pressure sensor.

CC に対するポリトロープFMS較正手続き
ここで図51および図52を参照すると、2チャンバFMSプロセスおよびポリトロープFMSアルゴリズム中に記録された圧力データから制御室の容積を計算するフローチャートを提示する。図39のフローチャートは、制御室(VCC)の容積を計算するために必要な圧力データが最小限である比較的単純なプロセスを提示する。図52のフローチャートは、均等化プロセス中に複数の圧力対を必要とする、制御室(VCC)の容積をより正確に計算するより複雑な計算について記載する。
Polytropic FMS Calibration Procedure for V CC Referring now to FIGS. 51 and 52, a flowchart is presented for calculating control room volume from pressure data recorded during a two-chamber FMS process and polytropic FMS algorithm. The flowchart of FIG. 39 presents a relatively simple process in which minimal pressure data is required to calculate the volume of the control chamber (V CC ). The flowchart of FIG. 52 describes a more complex calculation that more accurately calculates the volume of the control chamber (V CC ), requiring multiple pressure pairs during the equalization process.

図51に提示する単純なポリトロープFMS計算手続きは、プロセッサまたはコントローラによって実行され、上述した+FMSプロセスまたは-FMSプロセスのいずれかを完了することと、均等化プロセス中に記録された複数の圧力対をメモリに格納することとを含むステップ6400で開始する。ステップ6614において、コントローラは、複数の圧力対を解析して、均等化プロセスが開始したときの制御室圧力および基準圧力として初期制御室圧力(PCC0)および初期基準圧力(PRef0)を特定する。均等化の開始または初期圧力を特定する方法または手続きについては、ポンプ送達容積測定と題する先のセクションに記載されており、そこでは、初期制御室圧力および基準室圧力はPdおよびPrと称される。ステップ6618において、コントローラは、複数の圧力対を解析して、制御室圧力および基準室圧力が、略均等化され、または十分低い割合で変化しているとき、最終制御室圧力(PCCf)および最終基準圧力(PReff)を特定する。制御室圧力および基準室圧力が略均等化したときを特定する1つまたは複数の方法については、ポンプ送達容積測定と題する先のセクションに記載されている。 The simple polytropic FMS calculation procedure presented in FIG. Starting at step 6400, the method includes storing in memory. In step 6614, the controller analyzes the plurality of pressure pairs to identify an initial control chamber pressure (P CC0 ) and an initial reference pressure (P Ref0 ) as the control chamber pressure and reference pressure when the equalization process begins. . The method or procedure for identifying the onset or initial pressure of equalization is described in the previous section entitled Pump Delivery Volume Measurement, where the initial control chamber pressure and reference chamber pressure are referred to as Pd and Pr. . In step 6618, the controller analyzes the plurality of pressure pairs to determine when the control chamber pressure and the reference chamber pressure are approximately equalized or changing at a sufficiently low rate, the final control chamber pressure (P CCf ) and Identify the final reference pressure (P Ref ). One or more methods for determining when the control chamber pressure and reference chamber pressure have approximately equalized are described in the previous section entitled Pump Delivery Volume Measurement.

別法として、FMSプロセス6400中、制御室および基準室に対する初期圧力および最終圧力を特定するステップ6614および6618が発生する場合がある。コントローラまたはFPGAプロセッサは、初期圧力および最終圧力を特定し、それらの値のみを格納することができる。一例では、初期圧力は、接続弁が開放するときの制御室圧力および基準圧力である可能性があり、最終圧力は、均等化の後に基準室および制御室を通気するように第2弁が開放するときの制御室圧力および基準圧力である可能性がある。 Alternatively, steps 6614 and 6618 may occur during the FMS process 6400 to identify initial and final pressures for the control and reference chambers. The controller or FPGA processor can identify the initial and final pressures and store only those values. In one example, the initial pressure can be the control chamber pressure and the reference pressure when the connecting valve opens, and the final pressure is when the second valve opens to vent the reference and control chambers after equalization. control room pressure and reference pressure.

ステップ6620において、+FMSプロセスの場合は式(22)、-FMSの場合は式(34)を用いて、初期圧力および最終圧力から制御室の容積が推定される。ステップ6641において、+FMSプロセスの場合、式(26)において制御室容積の結果として推定値(VCCEst)を用いて、制御室に対するポリトロープ係数(nCC)が計算される。このポリトロープ値(nCC)および推定された容積(VCCEst)は、初期圧力および最終圧力の対とともに、+FMSプロセスの場合は式(17)、(18)、(19)に供給され、制御室容積(VCC)が計算される。-FMSプロセスの場合、ステップ6641において、式34を用いてポリトロープ係数(nCC)が計算され、制御室容積(VCC)が式(30)、(31)、(32)を用いて計算される。 In step 6620, the volume of the control chamber is estimated from the initial pressure and final pressure using equation (22) for a +FMS process and equation (34) for -FMS. In step 6641, for a +FMS process, the polytropic coefficient (n CC ) for the control room is calculated using the resulting estimate of the control room volume (V CCEst ) in equation (26). This polytropic value (n CC ) and estimated volume (V CCEst ), together with the initial and final pressure pairs, are fed into equations (17), (18), (19) for the +FMS process and are The volume (V CC ) is calculated. - For the FMS process, in step 6641, the polytropic coefficient (n CC ) is calculated using equation 34, and the control room volume (V CC ) is calculated using equations (30), (31), (32). Ru.

図45におけるコントローラ61100等のプロセッサは、格納された圧力対に対してステップ6614~6618(図51)を実行することができる。代替実施形態では、プロセッサ61100は、圧力均等化の間、圧力対を格納することなくステップ6614およびステップ6618を実行することができる。 A processor, such as controller 61100 in FIG. 45, may perform steps 6614-6618 (FIG. 51) on the stored pressure pairs. In an alternative embodiment, processor 61100 may perform steps 6614 and 6618 without storing the pressure pairs during pressure equalization.

図52に、制御室容積(VCC)のより複雑な計算について記載する。FMSを計算し6400、初期制御室圧力(PCC0)および基準室圧力(PRef0)を特定し6614、最終制御室圧力(PCCf)および最終基準室圧力(PReff)6618を特定し、制御室容積(VCCEst)6620を推定する初期ステップは、図51に対して上述したものと同じである。 FIG. 52 describes a more complex calculation of control room volume (V CC ). Calculate FMS 6400, identify initial control chamber pressure (P CC0 ) and reference chamber pressure (P Ref0 ) 6614, determine final control chamber pressure (P CCf ) and final reference chamber pressure (P Ref ) 6618, and control The initial steps to estimate the chamber volume (V CCEst ) 6620 are the same as described above with respect to FIG. 51 .

ステップ6624、6628、6630および6640は、ポンプ送達容積測定と題するセクションにおいて上述した計算ステップと同様であるが、制御室容積(VCC)の計算が、+FMSプロセスの場合は式(17)、(18)、(19)に基づき、-FMSプロセスの場合は式(30)、(31)、(32)に基づくことが異なる。ステップ6624において、制御室圧力(PCCi)および基準室圧力(Pri)の圧力対が、補間によって先の後続する圧力対と相関されて、厳密に同時に発生した圧力対(PCCi 、Pri )が計算される。他の実施形態では、ステップ6624はスキップされ、後続する計算は、未補正圧力対(PCCi、Pri)を使用する。ステップ6628において、各圧力対に対して、制御室容積(VCC)が計算される。ステップ6630、6640において、ポンプ送達容積測定と題するセクションに記載する最適化アルゴリズムが実行されて、最適最終圧力対(PCCf、PReff)および結果としての制御室容積(VCC)が特定される。 Steps 6624, 6628, 6630, and 6640 are similar to the calculation steps described above in the section entitled Pump Delivery Volume Measurement, except that the calculation of control chamber volume (V CC ) is performed using equation (17), ( 18) and (19), and the -FMS process is different in that it is based on equations (30), (31), and (32). In step 6624, the pressure pair of control chamber pressure (P CCi ) and reference chamber pressure (P ri ) is correlated with the previous subsequent pressure pair by interpolation to obtain the exactly simultaneously occurring pressure pair (P CCi * , P ri * ) is calculated. In other embodiments, step 6624 is skipped and subsequent calculations use the uncorrected pressure pair (P CCi , P ri ). At step 6628, the control chamber volume (V CC ) is calculated for each pressure pair. In steps 6630, 6640, the optimization algorithm described in the section entitled Pump Delivery Volume Measurement is performed to determine the optimal final pressure pair (P CCf , PReff ) and resulting control chamber volume (V CC ). .

代替実施形態では、図45においてコントローラ61100とは別個のプロセッサにおいて、図51、図52に記載されている計算を実行することができる。計算は、たとえば、FPGAにおいて実行することができ、FPGAもまた、アクチュエータ、弁および圧力センサからの入出力信号を処理する。 In an alternative embodiment, the calculations described in FIGS. 51 and 52 may be performed in a processor separate from controller 61100 in FIG. The calculations can be performed, for example, in an FPGA, which also processes input and output signals from actuators, valves and pressure sensors.

ポリトロープFMSアルゴリズムによる空気検出
ここで図43を参照すると、本発明の別の態様は、ポンプ室181内の空気の存在、および存在する場合、存在する空気の容積の確定を含む。こうした確定は、たとえば、カセット24から空気を除去するためにプライミング手順が適切に行われることを確実にするのに役立ち、かつ/または空気が患者に送達されないことを確実にするのに役立つように、重要である可能性がある。いくつかの実施形態では、たとえば、ポンプ室181の底部の下部開口部187を通して患者に流体を送達するとき、ポンプ室に閉じ込められた空気または他の気体は、ポンプ室181内に残る傾向がある可能性があり、気体の容積がポンプ室181の有効デッドスペースの容積より大きくない限り、患者に圧送されることが阻止される。後述するように、本発明の態様に従って、ポンプ室181内に収容された空気または他の気体の容積を求めることができ、気体の容積が、ポンプ室181の有効デッドスペースの容積より大きくなる前に、ポンプ室181から気体をパージすることができる。
Air Detection with Polytropic FMS Algorithm Referring now to FIG. 43, another aspect of the present invention involves determining the presence of air within pump chamber 181 and, if present, the volume of air present. Such determination may be useful, for example, to ensure that a priming procedure is performed properly to remove air from the cassette 24, and/or to help ensure that no air is delivered to the patient. , potentially important. In some embodiments, for example, when delivering fluid to a patient through the lower opening 187 at the bottom of the pump chamber 181, air or other gases trapped in the pump chamber tend to remain within the pump chamber 181. Unless the volume of gas is greater than the effective dead space volume of the pump chamber 181, it is prevented from being pumped to the patient. As discussed below, in accordance with aspects of the present invention, the volume of air or other gas contained within pump chamber 181 may be determined before the volume of gas becomes greater than the volume of effective dead space in pump chamber 181. Then, gas can be purged from the pump chamber 181.

充填ストロークの終了時、ポンプ室181内の空気の量の確定を行うことができ、したがって、それは、圧送プロセスを妨げることなく行うことができる。たとえば、充填スロトークの終了時に、膜15およびポンプ制御領域1482は、膜15/領域1482が制御室171Bの壁と接触するように、カセット24から引き離される。図47に記載したような+FMS手続きを実行して、上述したように、圧力均等化を測定し、制御室171(図34)の見かけの容積を計算することができる。しかしながら、膜気体ペーサ50から離れている場合、充填ストロークの後の+FMS手続きはまた、膜15の液体側におけるあらゆる気体または気泡の容積も測定する。 At the end of the filling stroke, a determination of the amount of air in the pump chamber 181 can be made, and thus it can be done without disturbing the pumping process. For example, at the end of the fill throat talk, membrane 15 and pump control area 1482 are pulled away from cassette 24 such that membrane 15/area 1482 contacts the wall of control chamber 171B. The +FMS procedure as described in FIG. 47 can be performed to measure pressure equalization and calculate the apparent volume of control room 171 (FIG. 34), as described above. However, away from the membrane gas pacer 50, the +FMS procedure after the fill stroke also measures the volume of any gas or bubbles on the liquid side of the membrane 15.

膜15が制御室壁172に接しているときの制御室の容積は、概して、設計および製造プロセスに基づいて既知である。この最小制御室容積はVCCFixである。充填コマンドの終了時に+FMS手続きの間に測定された制御室容積は、VCC+である。測定された制御室容積(VCC+)がVCCFixより大きい場合、制御システム66またはコントローラ1100は、制御室容積(VCC-)を計算する-FMS手続きを命令することができる。-FMS手続きが、実質的に+FMSと同じ制御室容積を与える場合、コントローラは、充填ラインが閉塞されていることを認識することができる。別法として、-FMS手続きがより小さい制御室容積を生成する場合、コントローラは、以下のように、気泡の和のサイズ(VAB)として差を認識する。 The volume of the control chamber when the membrane 15 is in contact with the control chamber wall 172 is generally known based on the design and manufacturing process. This minimum control room volume is V CCFix . The control chamber volume measured during the +FMS procedure at the end of the fill command is V CC + . If the measured control room volume (V CC+ ) is greater than V CCFix , control system 66 or controller 1100 may command a -FMS procedure to calculate the control room volume (V CC- ). - If the FMS procedure gives substantially the same control room volume as +FMS, the controller can recognize that the fill line is occluded. Alternatively, if the -FMS procedure produces a smaller control room volume, the controller recognizes the difference as the sum size of the bubbles (V AB ) as follows.

AB=VCC+-VCC-(30)
膜15気体ペーサ50に接しているとき、送達ストロークの終了時、同様の方法を使用することができる。+FMS手続きは、膜15気体ペーサ50に接しているとき、液体における空気の容積を測定するのではなく、制御室171内の空気の容積のみを測定する。しかしながら、-FMS手続きは、スペーサ50から離れるように膜を引っ張り、膜15のドライ側(すなわち、制御室171)および液体側(ポンプ室181)における空気の容積を測定する。したがって、送達ストロークの終了時、液体における空気の容積(VAB)もまた求めることができる。
AB=VCC--VCC+(31)
V AB =V CC+ -V CC- (30)
A similar method can be used at the end of the delivery stroke when the membrane 15 is in contact with the gas pacer 50. The +FMS procedure does not measure the volume of air in the liquid when in contact with the membrane 15 gas pacer 50, but only the volume of air within the control chamber 171. However, the -FMS procedure pulls the membrane away from the spacer 50 and measures the volume of air on the dry side (ie, control chamber 171) and liquid side (pump chamber 181) of the membrane 15. Therefore, at the end of the delivery stroke, the volume of air in the liquid ( VAB ) can also be determined.
V AB =V CC- -V CC+ (31)

空気較正
本開示のさらなる態様は、FMSプロセスに関連づけられた圧力測定とは無関係に圧力測定を用いる制御室容積6171(図45)の直接測定により、-FMSプロセスおよび+FMSプロセスを較正する方法を含む。2チャンバFMSプロセスを較正するこの方法は、本明細書では空気較正方法と呼ぶ。このセクションにおけるハードウェアの言及は、図45に向けられるが、等価なハードウェアコンポーネント他の空気圧作動式ダイヤフラムポンプにも等しく適用される。空気較正方法は、限定されないが、制御室容積の全範囲にわたり2チャンバFMS方法の正確さを向上させ、基準室6212に対する名目容積(VRef)および相互接続容積6204、6205、6207、6209の容積(VIC)の使用を可能にすることを含む、複数の利点を提供する。本方法はまた、基準室6212および相互接続容積6204、6205、6207、6209の実際の容積と名目容積との差の補償も可能にする。本方法はまた、制御室6171、基準室6212および相互接続容積6204、6205、6207、6209を含む2チャンバFMSハードウェアの種々の容積における実際の熱伝達と想定された熱伝達と差の補償も可能にする。
Air Calibration Further aspects of the present disclosure include methods of calibrating -FMS and +FMS processes by direct measurement of control chamber volume 6171 (FIG. 45) using pressure measurements independent of pressure measurements associated with the FMS process. . This method of calibrating a two-chamber FMS process is referred to herein as the air calibration method. References to hardware in this section are directed to FIG. 45, but apply equally to other pneumatically actuated diaphragm pumps with equivalent hardware components. The air calibration method improves the accuracy of the two-chamber FMS method over the entire range of control room volumes, including, but not limited to, the nominal volume (V Ref ) relative to the reference chamber 6212 and the volumes of the interconnect volumes 6204, 6205, 6207, 6209. (V IC ). The method also allows compensation for differences between the actual and nominal volumes of the reference chamber 6212 and interconnect volumes 6204, 6205, 6207, 6209. The method also compensates for differences between actual and assumed heat transfer in various volumes of the two-chamber FMS hardware, including control room 6171, reference room 6212, and interconnect volumes 6204, 6205, 6207, 6209. enable.

空気較正方法は、制御室6171圧力測定値を押しのけられた液体の測定値と結合して、制御室壁6172と触れるときとカセット624のスペーサ650と接触するときとの間のいくつかの膜6148位置において、制御室6171の容積を測定する。制御室容積のこれらの測定値(VCIso)は、制御室容積に対するFMS較正値(VFMSi)と比較されて、計算されたFMS容積各々(VFMSi)に対する較正係数(CCali)が計算される。そして、CCali値対VFMSi値のプロットに較正式をあてはめることができる。そして、較正式を用いて、制御室容積計算の正確さを向上させることができる。空気較正方法は、+FMSプロセスおよび-FMSプロセスの両方に適用することができ、各々に対して別個の較正式をもたらすことができる。 The air calibration method combines control chamber 6171 pressure measurements with measurements of displaced liquid to determine the number of membranes 6148 between when contacting control chamber wall 6172 and when contacting spacer 650 of cassette 624. At the position, the volume of the control room 6171 is measured. These measurements of control room volume (VCIso) are compared to FMS calibration values for control room volumes (VFMSi) to calculate calibration coefficients (CCali) for each calculated FMS volume (VFMSi). A calibration formula can then be fitted to the plot of CCali values versus VFMSi values. The calibration formula can then be used to improve the accuracy of control room volume calculations. The air calibration method can be applied to both +FMS and -FMS processes, resulting in separate calibration equations for each.

+FMSの場合の空気較正
図53Bにおけるフローチャート6700は、空気較正方法の例を記載している。空気較正に対するハードウェア設定は、液体でプライミングされる空気圧駆動式ポンプと、重量計またはメスシリンダに配管された出口とを含む。ハードウェア設定はまた、制御容積またはチャンバ6171、圧力センサ6222、6224、複数の弁6214、6220および基準容積またはチャンバ6212等、2チャンバFMSハードウェアも含む。空気圧弁6214、6220に命令し、圧力センサ6222、6224からの圧力を記録し、2チャンバFMS手続きおよび計算を実行するコントローラ61100もまた含まれている。
Air Calibration for +FMS Flowchart 6700 in FIG. 53B describes an example of an air calibration method. The hardware setup for air calibration includes a liquid-primed pneumatically driven pump and an outlet plumbed to a scale or graduated cylinder. The hardware setup also includes two-chamber FMS hardware, such as a control volume or chamber 6171, pressure sensors 6222, 6224, multiple valves 6214, 6220, and a reference volume or chamber 6212. Also included is a controller 61100 that commands pneumatic valves 6214, 6220, records pressure from pressure sensors 6222, 6224, and performs two-chamber FMS procedures and calculations.

ハードウェア設定の一例は、図31に示す、カセット24およびカセット24が設置されるAPDサイクラ14の組合せである。この例では、カセット24の出力は、重量計、メスシリンダまたは他の流体測定装置に配管される。 An example of a hardware configuration is the combination of a cassette 24 and an APD cycler 14 in which the cassette 24 is installed, as shown in FIG. In this example, the output of cassette 24 is plumbed to a scale, graduated cylinder, or other fluid measurement device.

再び図53Bと図45におけるハードウェア関連を参照すると、第1ステップ6705は、ポンプまたはカセット624および出力ラインを液体でプライミングする。プライミングはまた、ポンプ室6181に流体を充填する。 Referring again to the hardware in FIGS. 53B and 45, a first step 6705 primes the pump or cassette 624 and output line with liquid. Priming also fills the pump chamber 6181 with fluid.

サイクル6710に対して括弧によって示すように、手続きは、空気較正方法の間、ステップ6715~6740を通して複数回、循環する。空気較正サイクル6710の第1ステップは、i=1の場合に制御室容積(VFMSi)の暫定的な測定値を生成する+FMSプロセス6715を完了する。空気較正手続きは、ステップ6715において代替的に使用することができる他の容積測定技法に対して、等しく適用される。ステップ6720において、制御室6171内の圧力は、第1弁6220を制御し、気体がチャンバ壁6172およびガスケット6148と熱平衡になるのを可能にするように、所定期間気体を保持することにより、およそP1まで上昇する。一例では、圧力は、15秒~30秒間、P1で保持される。別の例では、圧力はP1まで上昇し、空気圧弁6220は閉鎖され、制御室6171内の気体は、壁6172、6148と熱平衡状態になる。弁6220および6214を閉鎖することにより、制御室6171は隔離される。ステップ6720の終了時の圧力は、Pliに記録される。 As indicated by the parentheses for cycle 6710, the procedure cycles through steps 6715-6740 multiple times during the air calibration method. The first step of the air calibration cycle 6710 completes the +FMS process 6715, which generates a preliminary measurement of control room volume (VFMSi) when i=1. The air calibration procedure applies equally to other volumetric techniques that may be used alternatively in step 6715. At step 6720, the pressure within control chamber 6171 is approximately increased by controlling first valve 6220 and retaining the gas for a predetermined period of time to allow the gas to come into thermal equilibrium with chamber wall 6172 and gasket 6148. It rises to P1. In one example, the pressure is held at P1 for 15 to 30 seconds. In another example, the pressure increases to P1, pneumatic valve 6220 is closed, and the gas in control chamber 6171 is in thermal equilibrium with walls 6172, 6148. By closing valves 6220 and 6214, control chamber 6171 is isolated. The pressure at the end of step 6720 is recorded in Pli.

ステップ6725において、カセット624の液圧弁6190が解放されるかまたは開放され、それにより、制御室6171内の圧力が、液圧弁6190を通って重量計の上に流体を押し出すことができる。ステップ6730において、制御室6171内の気体または空気が、ポンプ側6181の液体との圧力平衡に達し(それは迅速に発生する)、制御室壁6172、6148と熱平衡状態になり(それには数秒間かかる可能性がある)ように、液圧弁6190は十分長く開放して保持される。一例では、液圧弁は、15秒間~30秒間開放して保持される。ステップ6735において、制御室6171内の圧力はP2iにおいて記録され、重量計の変化はMで記録される。そして、液圧弁6190は閉鎖される。 At step 6725, hydraulic valve 6190 of cassette 624 is released or opened, allowing pressure within control chamber 6171 to force fluid through hydraulic valve 6190 and onto the scale. In step 6730, the gas or air in the control chamber 6171 reaches pressure equilibrium with the liquid on the pump side 6181 (which occurs quickly) and into thermal equilibrium with the control chamber walls 6172, 6148 (which takes several seconds). Hydraulic valve 6190 is held open long enough so that (possibly). In one example, the hydraulic valve is held open for 15 seconds to 30 seconds. At step 6735, the pressure in the control chamber 6171 is recorded at P2i and the change in the scale is recorded at M i . The hydraulic valve 6190 is then closed.

ステップ6740において、以下のように、第1圧力および第2圧力(P1i、P2i)ならびに押しのけられた液体質量(M)から、較正係数(CCal)が計算される。 In step 6740, a calibration coefficient (CCal) is calculated from the first and second pressures (P1i, P2i) and the displaced liquid mass (M i ) as follows.

Figure 0007378491000029
(35)
Figure 0007378491000029
(35)

式中、VCIsoiは、以下のように、i番目の位置における制御室の等温確定容積であり、 where V CIsoi is the isothermal defined volume of the control room at the i-th position, as follows:

Figure 0007378491000030
(36)
Figure 0007378491000030
(36)

式中、ρはカセット624内の液体の密度であり、VFMSiは、+FMSプロセスに対して式(17)、(18)、819)毎に計算される。 where ρ is the density of the liquid in the cassette 624 and V FMSi is calculated per equations (17), (18), 819) for the +FMS process.

膜6148がポンプ容積またはチャンバ6181の反対側に達し、スペーサ650と接触するまで、サイクル5610を複数回繰り返すことができる。ステップ6745において、FMS確定容積CCal(VVMS)の関数としての較正係数に対する式が、データにあてはめられる。ここであるべてのあり得る容積に対して制御室6171容積のより正確な測定値を得るために、以下のように、先のセクションで記載した制御室6171の容積に対するFMS計算の出力を補正することができる。 Cycle 5610 can be repeated multiple times until membrane 6148 reaches the opposite side of pump volume or chamber 6181 and contacts spacer 650. In step 6745, an equation for the calibration factor as a function of the FMS defined volume CCal (VVMS) is fit to the data. To obtain a more accurate measurement of the control room 6171 volume for all possible volumes here, we corrected the output of the FMS calculation for the control room 6171 volume described in the previous section as follows: can do.

CC=VFMS・Ccal(VFMS)(37) V CC = V FMS・C cal (V FMS ) (37)

-FMSの場合の空気較正
-FMSプロセスの場合もまた、図53に記載する空気較正手続きによって較正係数を得ることができる。-FMS空気較正方法では、ポンプ室6181および重量計(たとえば、液体出口6191)への流体ラインがプライミングされ(ステップ6705)、重量計上の容器に部分的に液体が充填される。ステップ6715において、-FMSプロセスが完了して、式(30)、(31)、(32)を用いて制御室6171容積の-FMS測定値(VFVMSi)がもたらされる。ステップ6720において、制御室6171の圧力が、周囲圧力より十分低い圧力P1にチャージされる。ステップ6725において、制御室6171内の低い圧力が、ポンプ室6181内にかつ重量計の容器から流体を引き出す。ステップ6730~ステップ6745は、+FMS空気較正手続きに対して上述したものと同じである。-FMS計算容の関数としての較正係数積CCal(VFMS)に対する結果としての式を、-FMS結果に適用することができる。
- Air Calibration for FMS - Also for the FMS process, the calibration coefficients can be obtained by the air calibration procedure described in FIG. - In the FMS air calibration method, the fluid lines to the pump chamber 6181 and the weigh scale (eg, liquid outlet 6191) are primed (step 6705), and the container on the scale is partially filled with liquid. In step 6715, the -FMS process is completed to provide -FMS measurements of control room 6171 volume (VFVMSi) using equations (30), (31), and (32). In step 6720, the pressure in the control chamber 6171 is charged to a pressure P1 that is sufficiently lower than ambient pressure. At step 6725, the low pressure in control chamber 6171 draws fluid into pump chamber 6181 and out of the scale's reservoir. Steps 6730-6745 are the same as described above for the +FMS air calibration procedure. - The resulting formula for the calibration coefficient product CCal (VFMS) as a function of the FMS calculation volume can be applied to the -FMS results.

改良された空気較正
CISOi-1の値およびVCISOi+1の値を考慮することにより、VCISOi値の正確さをさらに向上させることができる。図113に記載した手続きは、制御室6171容積を逐次求め、それにより、それらの値が関連するようにすることができる。したがって、VCISOiの値を、i-1番目の位置からi番目の位置へ、i+1番目の位置へ等、平滑に変化するように期待することができる。近くの結果に対するこの依存性は、ポンプによって移動する液体の容積がわずかであるため正確に測定することがより困難である、最大値および最小値において特に有用である。いかなる制御室容積(VCIsoi)の値も、以下のように、先の制御室容積(VCIsoi-1)に押しのけられた液体容積を足したもの、続く制御室容積(VCIsoい+1)から押しのけられた液体容積を引いたものを含む、2つの他の独立した測定値によって表すことができる。
The accuracy of the V CISOi value can be further improved by considering the improved air calibration values of V CISOi−1 and V CISOi +1 . The procedure described in FIG. 113 sequentially determines the control room 6171 volume, thereby allowing those values to be related. Therefore, the value of V CISOi can be expected to change smoothly from the i-1th position to the i-th position, to the i+1th position, and so on. This dependence on nearby results is particularly useful at maximum and minimum values, which are more difficult to measure accurately because the volume of liquid moved by the pump is small. The value of any control room volume (VCIsoi) is the previous control room volume ( VCIsoi-1 ) plus the liquid volume displaced, displaced from the following control room volume ( VCIsoi+1 ), as follows: can be expressed by two other independent measurements, including minus the liquid volume added.

CIsoi=VCIsoi-1+ρ・mi-1=VCIsoi=VCIsoi+1-ρ・mi+1
したがって、VCIsoの値を、隣接する値および押しのけられた容積(ρ・mi-1)と平均することによりより高精度にすることができる。
V CIsoi =V CIsoi-1 +ρ・m i-1 =V CIsoi =V CIsoi+1 -ρ・m i+1
Therefore, the value of V CIso can be made more accurate by averaging with adjacent values and the displaced volume (ρ·m i−1 ).

Figure 0007378491000031
Figure 0007378491000031

結果としての平均された値VCIsoi,1を、式(38)の右辺に挿入することにって再度平均して、VCIsoi,2をもたらすことができる。VCIsoiの値が変化を止めるかまたはある値に収束するまで、この反復的平均プロセスを続けることができる。 The resulting averaged value V CIsoi,1 can be averaged again by inserting it into the right-hand side of equation (38), yielding V CIsoi,2 . This iterative averaging process can continue until the value of V CIsoi stops changing or converges to a certain value.

このプロセスは、第1容積と最後の容積とに対してわずかに異なり、それは、1つの辺にのみ値があるためである。第1容積VCIso1,1および最後の容積VCIsoN,1を平均する式は以下の通りである。 This process is slightly different for the first volume and the last volume since there is a value on only one side. The formula for averaging the first volume V CIso1,1 and the last volume V CIsoN,1 is as follows.

Figure 0007378491000032
Figure 0007378491000033
Figure 0007378491000032
Figure 0007378491000033

この場合もまた、結果としての平均値VCIso1,1およびVCIsoN,1を式(39)(40)の右辺に挿入して、VCIso1,2およびVCIsoN,2を計算することができる。VCIso1およびVCIsoNの値が変化を止めるかまたはある値に収束するまで、この反復的平均プロセスを続けることができる。VCIso1およびVCIsoNの初期値が疑わしいかまたは信頼性が低いと認められる場合、以下のように、VCIso1,2およびVCIsoN,2の初期値を、それらのより信頼性の高い近傍値に基づいて設定することができる。 Again, the resulting average values V CIso1,1 and V CIsoN,1 can be inserted on the right side of equations (39) and (40) to calculate V CIso1,2 and V CIsoN,2 . This iterative averaging process can continue until the values of V CIso1 and V CIsoN stop changing or converge to a certain value. If the initial values of V CIso1 and V CIsoN are found to be questionable or unreliable, then the initial values of V CIso1,2 and V CIsoN,2 are changed to their more reliable neighbors as follows: Can be set based on

CIso1,1=(VCIso2-ρ・m
CIsoN,1=(VCIsoN-1-ρ・mN-1
そして、VCIso1,2およびVCIsoN,2に対する後続する平均は、上述したように進行することができる。
V CIso1,1 = (V CIso2 - ρ・m 2 )
V CIsoN,1 = (V CIsoN-1 -ρ・m N-1 )
Subsequent averaging for V CIso1,2 and V CIsoN,2 can then proceed as described above.

実質的に瞬時のまたは連続的な流量およびストローク容積推定
いくつかの実施形態では、圧送ストロークが発生している間、ダイヤフラムポンプのポンプ室へのまたはポンプ室からの流量、および/またはポンプ室のストローク容積(すなわち、ダイヤフラムがポンプ室を横切った程度)を推定することができる。これは、ダイヤフラムポンプの流体送達ストローク中に、または流体充填ストローク中に達成することができる。これらの推定値は、ポンプストロークの進行中、コントローラ解析に対して十分なデータが収集されると入手可能である可能性があり、それにより、コントローラは、連続的に更新される圧力情報に対して作用して、ポンプ室を出入りして移動する流体の累積的容積を計算することができる。こうしたリアルタイム情報は、ストロークの終了を早期に判断するのに役立つことができ、行われる部分ストロークの数を低減させることができ、わずかな容積または増分の流体のより正確な送達を可能にすることができ、厳密な目標流体容積をより効率的に送達することができ、閉塞および他の流量低減状態の早期の検出を可能にすることができるとともに、流体ライン等のプライミングに役立つことができる。この情報はまた、ポンプカセットを通る流体スループットを増大させるのにも役立つことができる。
Substantially instantaneous or continuous flow and stroke volume estimation In some embodiments, the flow rate into and/or out of the pump chamber of a diaphragm pump is determined while the pumping stroke is occurring. The stroke volume (ie, the extent to which the diaphragm traverses the pump chamber) can be estimated. This can be accomplished during the fluid delivery stroke of the diaphragm pump or during the fluid filling stroke. These estimates may be available during the course of a pump stroke once sufficient data has been collected for controller analysis, allowing the controller to respond to continuously updated pressure information. The cumulative volume of fluid moving in and out of the pump chamber can be calculated. Such real-time information can help determine the end of a stroke early, can reduce the number of partial strokes performed, and can enable more accurate delivery of small volumes or increments of fluid. can deliver precise target fluid volumes more efficiently, can enable early detection of occlusions and other flow reduction conditions, and can aid in priming fluid lines, etc. This information can also be useful in increasing fluid throughput through the pump cassette.

ポンプストローク中の流量およびストローク容積またはストロープ進行の推定は、ポンプストロークが進行している間に制御室内の圧力減衰をモニタリングすることによって達成することができる。圧力減衰の速度をモニタリングすることから生成されるデータは、コントローラが、ポンプ室を通る流体流量を求めるために使用することができる。ポンプストローク中の圧力減衰は、ポンプ室が流体で満たされるかまたは流体が空けられる際の制御室の容積の変化を示すため、ポンプストロークの過程にわたってこの減衰をモニタリングすることにより、コントローラは、発生時にストローク容積を推定することができる。 Estimation of flow rate and stroke volume or strobe progression during a pump stroke can be accomplished by monitoring the pressure decay within the control chamber while the pump stroke is progressing. Data generated from monitoring the rate of pressure decay can be used by the controller to determine fluid flow rate through the pump chamber. Pressure decay during a pump stroke indicates the change in control chamber volume as the pump chamber is filled with fluid or emptied, so by monitoring this decay over the course of a pump stroke, the controller can detect the Sometimes the stroke volume can be estimated.

オン/オフ、バイナリまたは「バンバン」圧力コントローラが使用される実施形態では、圧力コントローラは、圧送中に所望の圧力を維持するために、制御室を圧力リザーバに接続し分離するように弁を繰り返し作動させる必要がある場合がある。たとえば、送達ストローク中、流体がポンプ室から圧送される際、関連する制御室の容積が増大する。これにより、制御室の圧力が減衰することになる。ポンプ室を充填するように負圧を加えるか、またはポンプ室から流体を排出するように正圧を加えて、プロセスまたはアルゴリズムを用いることができる。本明細書で用いる「圧力減衰」という用語は、測定されている実際の圧力の絶対値の減衰(すなわち、正圧が加えられる場合は周囲圧力に向かう低下、または負圧が加えられる場合は周囲圧力に向かう上昇)を指すように意図される。制御室内の圧力が許容圧力範囲外になると、圧力コントローラは、弁を圧力リザーバに開放することによって制御室圧力を調整することができる。許容圧力範囲は、圧力設定値の範囲内にあり得る。この圧力調整または維持は、制御室圧力をおよそ所望の値にかつ/または許容範囲内に戻るようにするために十分な期間、好適な圧力源にチャンバを接続することを含むことができる。圧力は、この場合もまた、流体がポンプ室にまたはポンプ室から送達されるに従って減衰し、再加圧が再度必要になる。このプロセスは、ストロークの終了に達するまで継続する。 In embodiments where an on/off, binary or "bang-bang" pressure controller is used, the pressure controller repeats the valve to connect and isolate the control chamber from the pressure reservoir to maintain the desired pressure during pumping. It may be necessary to activate it. For example, during a delivery stroke, as fluid is pumped out of the pump chamber, the volume of the associated control chamber increases. This causes the pressure in the control chamber to attenuate. A process or algorithm can be used to apply negative pressure to fill the pump chamber or to apply positive pressure to expel fluid from the pump chamber. As used herein, the term "pressure decay" refers to the decay in the absolute value of the actual pressure being measured (i.e., the decrease toward ambient pressure if a positive pressure is applied, or the ambient pressure if a negative pressure is applied). (increase towards pressure). When the pressure within the control chamber falls outside of an acceptable pressure range, the pressure controller can regulate the control chamber pressure by opening a valve to a pressure reservoir. The allowable pressure range may be within a range of pressure settings. This pressure regulation or maintenance may include connecting the chamber to a suitable pressure source for a sufficient period of time to bring the control chamber pressure back to approximately the desired value and/or within an acceptable range. The pressure again decays as fluid is delivered to and from the pump chamber, and repressurization is again required. This process continues until the end of the stroke is reached.

再加圧を繰り返すことにより、事実上、実質的に鋸歯に見える圧力調整波形が生成される。上述したような圧力調整波形を示すプロット例を、図42に示す。図示するように、波形は、下限圧力閾値2312と上限圧力閾値2310との間で振動する。ストロークが進行するにしたがって圧力は減衰し(データ点2302~2304を参照)、流体はポンプ室から出て、制御室の容積が変化する。図42のプロット例では、流体がダイヤフラムポンプのポンプ室から出て宛先に圧送される際、制御室容積は拡張している。圧力減衰が横ばい状態になるとき2305、ストローク終了が示され、その時点で、チャンバ容積を固定し(すなわち、ポンプ室への入口流体弁および出口流体弁を閉鎖し)、既知の基準容積の圧力によってチャンバ圧力を均等化する2332ことにより、FMS容積確定を行うことができる。 Repeated repressurization effectively creates a pressure adjustment waveform that appears substantially sawtooth. An example plot showing the pressure adjustment waveform as described above is shown in FIG. As shown, the waveform oscillates between a lower pressure threshold 2312 and an upper pressure threshold 2310. As the stroke progresses, the pressure decays (see data points 2302-2304), fluid exits the pump chamber, and the volume of the control chamber changes. In the example plot of FIG. 42, the control chamber volume is expanding as fluid exits the pump chamber of the diaphragm pump and is pumped to its destination. End of stroke is indicated when the pressure decay levels off 2305, at which point the chamber volume is fixed (i.e., the inlet and outlet fluid valves to the pump chamber are closed) and the pressure of a known reference volume is reached. FMS volume determination can be performed by equalizing 2332 the chamber pressure.

各圧力減衰は、ポンプストロークの過程の間に制御室の容積がおよそ既知であり得るように、モニタリングすることができる。この情報により、チャンバの初期容積と比較した場合に発生したポンプストローク容積の量を求めることができる。ポンプ室の初期容積は、たとえば、ストローク前FMS測定を行うことによって求めることができる。この方法は、概して、閉鎖チャンバの容積を、既知の容積および圧力の基準室と連通したときのその圧力の変化をモニタリングすることによって求めることを含む。この確定は、ポンプの制御室の一定容積を確保するようにポンプ室の流体入口出口弁を閉鎖することと、その後、基準室に制御室を接続することとを含む。系の熱伝達特性および動力学に応じて、過程を等温または断熱としてモデル化することができる。系はまた、測定の正確さを最適にするためにポリトロープ過程としてモデル化することも可能である。制御室の初期容積を求める他の方法を使用することができる。たとえば、初期制御室容積が、実質的に、圧送システムのチャンバの測定中に物理的に測定された制御容積であると想定するように、コントローラをプログラムすることができる。この想定は、たとえば、コントローラが先行するストローク終了状態に完全に達したと計算したときに採用することができる。 Each pressure decay can be monitored so that the volume of the control chamber can be approximately known during the course of a pump stroke. With this information, the amount of pump stroke volume that has occurred when compared to the initial volume of the chamber can be determined. The initial volume of the pump chamber can be determined, for example, by performing a pre-stroke FMS measurement. The method generally includes determining the volume of a closed chamber by monitoring changes in its pressure when in communication with a reference chamber of known volume and pressure. This determination includes closing the fluid inlet and outlet valves of the pump chamber to ensure a constant volume of the control chamber of the pump, and then connecting the control chamber to the reference chamber. Depending on the heat transfer properties and dynamics of the system, the process can be modeled as isothermal or adiabatic. The system can also be modeled as a polytropic process to optimize measurement accuracy. Other methods of determining the initial volume of the control room can be used. For example, the controller can be programmed to assume that the initial control chamber volume is substantially the control volume physically measured during measurements of the chamber of the pumping system. This assumption may be taken, for example, when the controller calculates that the previous end-of-stroke condition has been fully reached.

ポンプストローク中のダイヤフラムポンプの制御室およびポンプ室におけるリアルタイムのまたは連続した容積変化の確定は、先に開示した圧力ベースの容積確定とは、流体入口または出口入口が開放したままであって、流体がポンプ室に流入しまたはポンプ室から流出し続けるのを可能にするという点で、実質的に異なる。さらに、既知の容積および圧力の基準室は不要である。制御室/基準室均等化プロセス(「2チャンバ」FMS)からこのプロセスを識別するために、本明細書に記載する連続測定プロセスは、「1チャンバ」FMSとみなすことがより適切であり得る。ポンプ室が入口流体ラインまたは出口流体ラインに対して開放したままであるが、関連する制御室は、閉鎖系を維持し、それにより、初期容積が既知となると第2容積を求めることができる。制御容積が気体源またはシンクから隔離されている(すなわち、制御容積の質量に変化がない)間、圧力データが繰り返しサンプリングされる。これらの状況の下で、ポリトロープ過程を用いるアルゴリズムに基づくコントローラの計算は、より正確な結果を提供することができる。この方法は、今になって実現可能であり、それは、迅速なデータ収集および計算が可能な電子プロセッサが今では利用可能であるためである。たとえば、高速特定用途向け集積回路を採用することができ、または好ましくは、FPGAデバイスが、今ではこのタスクに専用とすることができ、主システムプロセッサから、その計算資源を共有しその効率を低下させなければならないという負担を軽減する。いくつかの実施形態では、ポンプストローク中にオンザフライまたはリアルタイム容積測定を行いながら、他のタスクに対して幾分かの資源を維持するために必要な時間ブロックに対して、十分にロバストなFPGAが再構成可能または再プログラミング可能であり得る。リアルタイムまたはオンザフライ容積測定は、制御室圧力またはポンプ室圧力を調整するために使用される供給弁の閉鎖と開放との間の2つの時点で、制御室の容積を見付けることによって達成することができる。2つの時点の間の容積差により、コントローラは、比較的リアルタイムの流量を推定する
ことができる。
The determination of real-time or continuous volume changes in the control chamber and pump chamber of a diaphragm pump during a pump stroke is different from the previously disclosed pressure-based volume determination in which the fluid inlet or outlet inlet remains open and the fluid is substantially different in that it allows for continued flow into or out of the pump chamber. Furthermore, a reference chamber of known volume and pressure is not required. To distinguish this process from a control room/reference room equalization process (a "two-chamber" FMS), the continuous measurement process described herein may be more appropriately considered a "one-chamber" FMS. While the pump chamber remains open to the inlet or outlet fluid lines, the associated control chamber maintains a closed system so that a second volume can be determined once the initial volume is known. Pressure data is repeatedly sampled while the control volume is isolated from the gas source or sink (ie, there is no change in the mass of the control volume). Under these circumstances, controller calculations based on algorithms using polytropic processes can provide more accurate results. This method is now possible because electronic processors capable of rapid data collection and calculations are now available. For example, high-speed application-specific integrated circuits can be employed, or, preferably, FPGA devices can now be dedicated to this task, sharing their computational resources from the main system processor and reducing its efficiency. Reduce the burden of having to do so. In some embodiments, an FPGA is sufficiently robust for the time blocks required to perform on-the-fly or real-time volume measurements during a pump stroke while preserving some resources for other tasks. May be reconfigurable or reprogrammable. Real-time or on-the-fly volumetric measurement can be accomplished by finding the volume of the control room at two points in time, between the closing and opening of the supply valve used to regulate control room pressure or pump room pressure. . The volume difference between the two points in time allows the controller to estimate the flow rate in relatively real time.

図42に示すように、高速コントローラは、一連の圧力データ点2302、2303、2304を収集することができ、それらの各々により、コントローラは、各点に関連づけられたチャンバ容積変化を連続して計算することができる。コントローラが、制御室の開始容積を求めたと想定すると、後続する圧力減衰点における容積の変化を計算することができる。そして、たとえば点2303における終了容積を計算するために点、点2302に関連づけられた終了容積を2303における開始容積として使用することができ、以下続く。 As shown in FIG. 42, the high speed controller can collect a series of pressure data points 2302, 2303, 2304, each of which causes the controller to sequentially calculate the chamber volume change associated with each point. can do. Assuming that the controller has determined the starting volume of the control chamber, the change in volume at subsequent pressure decay points can be calculated. The ending volume associated with point 2302 can then be used as the starting volume at 2303, for example to calculate the ending volume at point 2303, and so on.

図56は、トレースが、制御室内の圧力とそのチャンバからの推定された圧送容積とを表す、例としてのグラフ5700を示す。容積推定トレース5702は、圧力トレース5704の各圧力減衰5708時に圧力データ点をサンプリングすることによって生成される。上述したように、コントローラは、2つの圧力データ点の間の圧力差を使用して、関連づけられたポンプ室内で押しのけられた容積を求めることができる。そして、コントローラは、ポンプ室を出入りして移動した流体の累積容積を計算することができる。さらなる圧力減衰5708および再加圧事象5706が発生するに従い、容積推定トレース5704によって示される累積容積が増大する。プロセッサは、データ点を迅速にサンプリングし解析することができるため、例としてのグラフ5700に示すように、容積推定値を連続的に更新することができる。その結果、ストロークが進行している間に、ポンプ室にまたはポンプ室から送達される容積を正確に推定することができる。この推定値は、流体の圧送を停止させることなく、かつ基準室を使用することなく生成される。 FIG. 56 shows an example graph 5700 in which traces represent pressure within a control chamber and an estimated pumped volume from that chamber. Volume estimation trace 5702 is generated by sampling pressure data points during each pressure decay 5708 of pressure trace 5704. As discussed above, the controller can use the pressure difference between two pressure data points to determine the volume displaced within the associated pump chamber. The controller can then calculate the cumulative volume of fluid moved into and out of the pump chamber. As further pressure decays 5708 and repressurization events 5706 occur, the cumulative volume indicated by volume estimation trace 5704 increases. Because the processor can rapidly sample and analyze data points, the volume estimate can be continuously updated, as shown in example graph 5700. As a result, the volume delivered to or from the pump chamber can be accurately estimated while the stroke is progressing. This estimate is generated without stopping fluid pumping and without using a reference chamber.

ポンプストローク全体を通して制御(またはポンピング)チャンバの圧力減衰をモデル化するために、あらゆる好適な数学的方法を使用することができる。しかしながら、ポンプストロークの1つの時点における圧力減衰曲線が、ポンプストローク中の別の時点における圧力減衰曲線に極めて類似するように見えるが、ポンプ室における容積変化の異なる量を表す可能性があることが理解されるべきである。ポリトロープモデルを使用することによりポンプストローク中の圧力減衰曲線を解析するようにコントローラをプログラムすることは、容積変化のこれらのあり得る差を解くのに役立つことができる。 Any suitable mathematical method can be used to model the control (or pumping) chamber pressure decay throughout the pump stroke. However, it is possible that the pressure decay curve at one point in the pump stroke, although appearing very similar to the pressure decay curve at another point in the pump stroke, may represent a different amount of volume change in the pump chamber. should be understood. Programming the controller to analyze the pressure decay curve during a pump stroke by using a polytropic model can help resolve these possible differences in volume change.

1チャンバFMS(ポリトロープモデルを用いて制御室またはポンプ室におけるリアルタイムなまたは連続的な容積変化を計算する)は、ポンプ制御室を圧力リザーバ(正圧または負圧)に接続するバイナリオリフィス弁または可変オリフィス弁のいずれかを用いるシステムにおいて実現可能であり得る。いずれかのタイプの弁が閉鎖されている時間(ただし、この期間は、可変弁が使用される場合よりはるかに短い可能性がある)、圧力データを収集し解析することができる。いずれの場合も、流体が出ていく間の圧力減衰(または、流体が入ってくる間の圧力上昇)をサンプリングすることができ、容積変化を計算することができ、プロセスを繰り返して、リアルタイム容積変化データを提供することができる。以下の説明では、制御室またはポンプ室内の圧力を調整するためにバイナリ弁を用いるシステムに対して、ポリトロープモデリング過程が適用される。この説明は、他のタイプの弁および圧力調整プロトコルに適用される。 A one-chamber FMS (which uses a polytropic model to calculate real-time or continuous volume changes in a control or pump chamber) uses a binary orifice valve or variable It may be possible to implement it in a system using any orifice valve. During the time that either type of valve is closed (although this period may be much shorter than if a variable valve is used), pressure data can be collected and analyzed. In either case, the pressure decay while the fluid is exiting (or the pressure rise while the fluid is entering) can be sampled, the volume change can be calculated, and the process can be repeated to calculate the real-time volume Change data can be provided. In the following description, a polytropic modeling process is applied to a system that uses binary valves to regulate pressure in a control room or pump chamber. This description applies to other types of valves and pressure regulation protocols.

概して、流体ポンプ室が可撓性ダイヤフラムによって制御室から分離されている任意の気体駆動式(たとえば、空気駆動式)ダイヤフラムポンプに対して、1チャンバFMSプロトコルを適用することができる。ポンプストローク中、流体がポンプ室に入るかまたはポンプ室から出る際、コントローラが、制御室およびダイヤフラムに送達される圧力を調整するため、制御室は、少なくともその時間の一部において、閉鎖系となる。制御室内の圧力が高い閾値に達するかまたはそれを超えると、制御室を圧力源に接続する弁が閉鎖する。ポンプ室内外の流体移動から圧力が減衰すると、弁は再度(完全にまたは部分的に)開放し、ポンプストローク中、空気が入ってくるか又は出ていくことに対して制御室が閉鎖される交互の期間がもたらされる。制御室が隔離されるこれらの段階中、圧力の変化は、制御室、したがってポンプ室の容積の変化を反映する。圧力減衰期間の開始時における初期容積は、先の測定値から既知となるかまたは推定されなければならない。そして、終了容積が、初期容積と終了容積との間の測定圧力差から計算することができる。そして、制御室隔離段階中に圧力がさらに減衰するため、次の計算に対する初期容積として、終了容積を使用することができる。このように、コントローラは、ポンプストロークの圧力減衰段階中に圧力測定値を迅速に収集して、ポンプ室の容積の変化を略連続的に計算することができ、したがって、ポンプに入るかまたはポンプから出る瞬間的な流体流量を推定することができる。閉鎖系における気体の圧力と容積との間の関係は、理想気体の挙動を記述する標準方程式によって制御され、計算においてポリトロープ過程を想定することは最適である可能性があり、そこでは、ポリトロープ係数は、1とポンプで使用される気体の比熱比を表す値(その気体に対する断熱係数)との間で変化する可能性がある。 In general, the one-chamber FMS protocol can be applied to any gas-powered (eg, air-powered) diaphragm pump where the fluid pump chamber is separated from the control chamber by a flexible diaphragm. During a pump stroke, as fluid enters or exits the pump chamber, the controller regulates the pressure delivered to the control chamber and the diaphragm, so that the control chamber is, at least part of the time, a closed system. Become. When the pressure within the control chamber reaches or exceeds a high threshold, a valve connecting the control chamber to the pressure source closes. As the pressure decays from fluid movement in and out of the pump chamber, the valve opens again (fully or partially) and the control chamber is closed to incoming or outgoing air during the pump stroke. Alternating periods are provided. During these stages when the control room is isolated, changes in pressure reflect changes in the volume of the control room and therefore of the pump room. The initial volume at the beginning of the pressure decay period must be known or estimated from previous measurements. The ending volume can then be calculated from the measured pressure difference between the initial volume and the ending volume. The ending volume can then be used as the initial volume for the next calculation, as the pressure further decays during the control room isolation phase. In this way, the controller can quickly collect pressure measurements during the pressure decay phase of the pump stroke to calculate almost continuously the change in volume of the pump chamber, and therefore The instantaneous fluid flow rate leaving the can be estimated. The relationship between pressure and volume of a gas in a closed system is controlled by standard equations describing the behavior of an ideal gas, and it may be optimal to assume a polytropic process in the calculations, where the polytropic coefficient can vary between 1 and a value representing the specific heat ratio of the gas used in the pump (the adiabatic coefficient for that gas).

ポリトロープ係数は、以下の式によって制御される。
PV=定数
式中、Pは圧力であり、Vは容積であり、ポリトロープ指数「n」は、1とγ(γは1.4であり、空気を含む大部分の気体に対して断熱系を記述する係数である)との間の数である。式の右辺は定数であるため、2つの連続した時点を比較することができる。2つの連続した時点を比較するために、以下の式を採用することができる。
The polytropic coefficient is controlled by the following equation:
PV n = constant where P is pressure, V is volume, and the polytropic exponent “n” is 1 and γ (γ is 1.4, and is an adiabatic system for most gases including air. ) is the number between . Since the right side of the equation is a constant, two consecutive points in time can be compared. To compare two consecutive time points, the following formula can be adopted.

Figure 0007378491000034
Figure 0007378491000034

式中、Pは時点tにおける圧力であり、Vは時点tにおける容積であり、Pt-1は時点t-1における圧力であり、Vt-1は時点t-1における容積である。Vを解くために式を再配置し、簡略化して以下の式をもたらす。 where P t is the pressure at time t, V t is the volume at time t, P t-1 is the pressure at time t-1, and V t-1 is the volume at time t-1. . Rearranging and simplifying the equations to solve for V t yields the following equation:

Figure 0007378491000035

Figure 0007378491000036

Figure 0007378491000037

Figure 0007378491000038
Figure 0007378491000035

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Figure 0007378491000037

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上記式に示すように、チャンバの現容積Vは、先行する時間間隔の終了時の容積が求められた場合に求めることができる。そして、この容積を用いて、望ましい場合はストローク容積を求めることができる。さらに、VとVt-1との間の時間の長さを追跡することにより、その期間にわたる流量を求めることが可能である。連続的に対にされた圧力データ値を用いて複数の流量確定値を平均することにより、ポンプストロークの一部にわたる平均流量を求めることができる。さらに、制御室の開始容積および名目終了容積が既知であることにより、ポンプストロークを完了するために必要な時間の長さを独立して求めることができる。例では、データサンプルセットは、10ミリ秒毎に収集することができ、20データサンプルを含むことができる。こうした実施形態では、VとVt-1との間の時間の長さは0.5ミリ秒となる。好ましいデータサンプリングレートは、特に、ポンプストロークの予測される持続時間、コントローラによって観察される圧力減衰速度、圧力信号に関連づけられた測定誤差または雑音の程度、ならびにコントローラのサンプリング速度および処理能力(たとえば、専用FPGAが使用されているか否か)によって決まる。 As shown in the above equation, the current volume of the chamber, Vt , can be determined if the volume at the end of the previous time interval is determined. This volume can then be used to determine the stroke volume if desired. Additionally, by tracking the length of time between V t and V t-1 , it is possible to determine the flow rate over that period. By averaging multiple flow rate determinations using successively paired pressure data values, an average flow rate over a portion of the pump stroke can be determined. Additionally, knowing the starting and nominal ending volumes of the control chamber allows the length of time required to complete a pump stroke to be determined independently. In an example, the data sample set may be collected every 10 milliseconds and may include 20 data samples. In such an embodiment, the length of time between V t and V t-1 would be 0.5 milliseconds. The preferred data sampling rate depends, among other things, on the expected duration of the pump stroke, the rate of pressure decay observed by the controller, the degree of measurement error or noise associated with the pressure signal, and the sampling rate and processing capacity of the controller (e.g., Depends on whether a dedicated FPGA is used or not.

いくつかの実施形態では、コントローラは、サンプリングされた各データ点において容積データを計算することができる。これには、測定点の間の熱伝達の影響を最小限にするという利点がある。一方、測定中の信号雑音は、実際の容積の変化に対して正確さの低い計算をもたらす可能性がある。別の実施形態では、プロセッサは、熱伝達が許容可能なレベルであると推定される期間内で圧力データ点のセットをサンプリングすることができ、圧力データセットを、プロセッサによってフィルタリングするかまたは平滑化することができ、その後、その期間の最後に、初期平滑化圧力測定値および最終平滑化圧力測定値を用いて最終容積が計算される。したがって、測定の正確さに対する信号雑音の影響を低減させることができる。 In some embodiments, the controller can calculate volumetric data at each sampled data point. This has the advantage of minimizing the effects of heat transfer between the measurement points. On the other hand, signal noise during measurements can result in less accurate calculations for actual volume changes. In another embodiment, the processor may sample the set of pressure data points within a period during which heat transfer is estimated to be at an acceptable level, and the pressure data set may be filtered or smoothed by the processor. and then, at the end of that period, the final volume is calculated using the initial smoothed pressure measurement and the final smoothed pressure measurement. Therefore, the influence of signal noise on measurement accuracy can be reduced.

圧送ストローク中、圧力データ収集が可能ではないかまたは勧められない期間がある。たとえば、圧力供給源が開放しており、ポンプ室圧力が急上昇しているとき、流体のポンプ室への流入または流出が続く。最初の近似として、この短い期間中の流体流量は、圧力供給弁の開放の直前に測定された流量からおよそ変化しないままであると想定することができる。そして、このように推定された容積変化は、最後に測定された圧力データ点を表す容積に加算して、次に測定される圧力データ点に対する初期容積に達することができる。さらに、ストローク中、圧力データ点が無視される可能性がある規定された時点があり得る。たとえば、データサンプリングレートに応じて、加圧事象の間に圧力上昇の直前の圧力情報は不正確である可能性がある。加圧事象の直後のデータ点に対してもまた、幾分かのエイリアシングが存在する可能性がある。実施形態では、加圧事象の前および後の所定期間内にコントローラによって収集されるデータ点を廃棄するかまたは無視して、流量確定プロセスの正確さをさらに向上させることができる。 There are periods during the pumping stroke where pressure data collection is not possible or advisable. For example, when the pressure supply is open and the pump chamber pressure is rapidly increasing, fluid continues to flow into or out of the pump chamber. As a first approximation, it can be assumed that the fluid flow rate during this short period remains approximately unchanged from the flow rate measured just before the opening of the pressure supply valve. The volume change thus estimated can then be added to the volume representing the last measured pressure data point to arrive at the initial volume for the next measured pressure data point. Additionally, there may be defined points during a stroke where pressure data points may be ignored. For example, depending on the data sampling rate, pressure information just before a pressure increase during a pressurization event may be inaccurate. There may also be some aliasing for data points immediately following a pressurization event. In embodiments, data points collected by the controller within a predetermined period of time before and after a pressurization event may be discarded or ignored to further improve the accuracy of the flow determination process.

圧力データ収集および解析にFPGAを使用する実施形態では、下位のサンプリングレートから生じる問題は、それほど重要ではない可能性がある。いくつかの実施形態では、FPGAはまた、圧送システムにおける関連する弁を制御するための資源容量を有することも可能である。圧力供給弁を制御することにより、FPGAは、圧力データのサンプリングをより効率的に予定することができる可能性がある。事象の同期化を改善することができ、データサンプリングによるエイリアシング問題を低減させることができる。 In embodiments that use FPGAs for pressure data collection and analysis, problems resulting from lower sampling rates may be less significant. In some embodiments, the FPGA may also have resource capacity to control associated valves in the pumping system. By controlling the pressure supply valve, the FPGA may be able to schedule sampling of pressure data more efficiently. Event synchronization can be improved and aliasing problems due to data sampling can be reduced.

ポンプストロークの開始時に、いくつかの推定も行うことができる。第1圧力減衰事象の前に、ポンプ室内へのまたはポンプ室から出るわずかな量の流体移動が存在する可能性がある。慣性力が初期流体流を制限する可能性があるが、圧力減衰中の第1データサンプリング点の前に初期流体流および容積変化を推定するようにコントローラをプログラムすることができる。こうした推定により、ストロークの開始時に圧力減衰情報が入手できない間に、チャンバ容積の変化の推定を可能にすることができる。ストロークの開始時に移動したと推定される流体の量は、制御室およびポンプ室に加えられる圧送圧力によって決まる可能性がある。加えられた圧力の値に基づいて所定容積の流体移動を含むように、コントローラをプログラムすることができる。別法として、推定された流量を求めるために、複数のデータ点がサンプリングされた後、その流量を用いて、データが入手可能でなかった間に移動した容積に対して外挿することができる。たとえば、その期間にわたる流量が、現時点で推定される流量に実質的に等しかったと想定することができる。そして、流量が一定であるというこの推定を用いて、データが入手可能でなかった期間にわたって移動した容積の推定値を求めることができる。 Some estimations can also be made at the beginning of the pump stroke. There may be a small amount of fluid movement into or out of the pump chamber before the first pressure decay event. Although inertial forces may limit the initial fluid flow, the controller can be programmed to estimate the initial fluid flow and volume change before the first data sampling point during pressure decay. Such estimation can allow estimation of changes in chamber volume while pressure decay information is not available at the beginning of the stroke. The amount of fluid estimated to have been moved at the beginning of the stroke may depend on the pumping pressure applied to the control chamber and pump chamber. The controller can be programmed to include a predetermined volume of fluid movement based on the value of applied pressure. Alternatively, multiple data points can be sampled to determine the estimated flow rate, and then the flow rate can be used to extrapolate to the volume moved while no data were available. . For example, it may be assumed that the flow rate over that period was substantially equal to the current estimated flow rate. This assumption that the flow rate is constant can then be used to determine an estimate of the volume moved over the period for which no data was available.

図57は、ポンプストローク中に制御室容積変化を推定するために使用することができる複数のステップの例を詳述するフローチャートを示す。図示するように、ステップ5200においてフローチャートは開始し、そこであるトローク前FMS測定が行われ、それは、実施形態では、ポンプ室および制御室の容積を固定することと、制御室圧力を測定することと、基準容積チャンバと圧力を均等化することとを含む。この測定は、開始制御室容積測定値を提供することができる。別法として、コントローラが、ポンプ室の先行するストローク終了が完全に完了したと計算した場合、コントローラによって、開始制御室容積は、一定かつ既知の量であると想定することができる。そして、ステップ5202において、ポンプストロークを開始することができる。ステップ5204において、ストロークが流体を押しのけ、流体をポンプ室内にまたはポンプ室から移動させる際に、制御室圧力減衰(または、圧力の絶対値の減衰)をモニタリングすることができる。いくつかの具体的な実施形態では、各減衰曲線に沿って複数のデータ点をサンプリングすることができ、上述した数学的モデルを用いて、ポンプストロークが進行するに従い制御室容積の変化を求めることができる。データ点および容積情報は、メモリ5208に保存することができる。 FIG. 57 shows a flowchart detailing example steps that can be used to estimate control chamber volume changes during a pump stroke. As shown, the flowchart begins at step 5200 where certain pre-stroke FMS measurements are taken, which in embodiments include fixing the volumes of the pump chamber and control chamber and measuring the control chamber pressure. , including a reference volume chamber and pressure equalization. This measurement can provide a starting control room volume measurement. Alternatively, if the controller calculates that the previous end of stroke of the pump chamber is completely completed, the starting control chamber volume can be assumed by the controller to be a constant and known amount. Then, in step 5202, a pump stroke can begin. At step 5204, control chamber pressure decay (or decay in absolute value of pressure) can be monitored as the stroke displaces fluid and moves fluid into or out of the pump chamber. In some specific embodiments, multiple data points can be sampled along each decay curve and the mathematical model described above can be used to determine the change in control chamber volume as the pump stroke progresses. Can be done. Data points and volume information can be stored in memory 5208.

ストロークの終了が検出されないと想定して、制御室内の圧力が所定範囲外になる(たとえば、所定圧力値未満になる)と、ステップ5210を実行することができる。ステップ5210では、圧力コントローラは、制御室に対する圧力維持を行って(すなわち、制御室を再加圧して)制御室圧力をおよそ(たとえば、その範囲の高い圧力限界またはその近くであり得る)所定所望値に戻すことができる。ステップ5210を完了した後、収集されたデータを再度メモリ5208に保存しながら、ステップ5204を繰り返すことができる。これは、ストローク終了状態が検出されるまで続けることができる。ストロークの終了の検出については別の場所に記載している。 Assuming no end of stroke is detected, step 5210 may be performed when the pressure within the control chamber falls outside a predetermined range (eg, below a predetermined pressure value). In step 5210, the pressure controller performs pressure maintenance on the control chamber (i.e., repressurizes the control chamber) to bring the control chamber pressure approximately (e.g., may be at or near the higher pressure limit of the range) to a predetermined desired level. Can be returned to value. After completing step 5210, step 5204 may be repeated while the collected data is again stored in memory 5208. This can continue until an end-of-stroke condition is detected. Detection of the end of a stroke is described elsewhere.

ストローク終了状態が検出される場合、ステップ5212において、(制御気体圧力を測定することによって容積を求める)ストローク後FMS測定を行うことができる。この測定値をステップ5200からの測定値と比較して、ストローク中に移動した総容積を確認しかつ/またはより精密に求めることができる。さらに、このストローク後FMS測定値は、そのポンプ室によって行われる次のストロークに対する開始制御室容積測定値としての役割を果たすことができる。 If an end-of-stroke condition is detected, a post-stroke FMS measurement (determining volume by measuring control gas pressure) may be performed in step 5212. This measurement can be compared to the measurement from step 5200 to confirm and/or more accurately determine the total volume moved during the stroke. Additionally, this post-stroke FMS measurement can serve as the starting control chamber volume measurement for the next stroke performed by that pump chamber.

ポンプがそのポンプストロークを完全に完了したと判断する他の手段を使用することができる。そうする場合、その後、その判断の結果を用いて、コントローラを、次のポンプストロークに対する制御室の開始容積に初期化することができる。圧力測定による容積確定以外の方法を用いて、ポンプストロークが完全に完了したか否かに関わらず、制御室およびポンプ室の最終容積を評価することができる。しかしながら、最終チャンバ容積が求められ、その後、その値を用いて、コントローラを次のポンプストロークに対するチャンバの開始容積に初期化することができる。 Other means of determining when the pump has completely completed its pump stroke may be used. If so, the results of that determination can then be used to initialize the controller to the starting volume of the control chamber for the next pump stroke. Methods other than volume determination by pressure measurement can be used to evaluate the final volume of the control chamber and pump chamber, whether or not the pump stroke is completely completed. However, the final chamber volume can be determined and then used to initialize the controller to the starting volume of the chamber for the next pump stroke.

上述した数学的モデルのポリトロープ係数「n」を、所定値で初期化することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、係数を1.4または(空気に対する断熱過程を表す)γに設定することができる。初期化値は、実施形態、制御流体のタイプまたは意図された流量によって異なる可能性がある。たとえば、相対的に高速な流量の実施形態は、断熱系としてより適切にモデル化することができ、より低速な流量の実施形態は、等温系としてより適切にモデル化することができる。 The polytropic coefficient "n" of the mathematical model described above can be initialized with a predetermined value. For example, in some embodiments, the factor may be set to 1.4 or γ (representing an adiabatic process with respect to air). Initialization values may vary depending on the embodiment, type of control fluid, or intended flow rate. For example, relatively fast flow embodiments may be better modeled as an adiabatic system, and slower flow embodiments may be better modeled as an isothermal system.

そして、複数のポンプストロークにわたって、計算されたリアルタイム流量とストローク終了時の測定された最終容積変化との間のより大きい合致をもたらす値に、係数を調整することができる。これは、任意の好適なソフトウェアアルゴリズムを用いて1つまたは複数のポンプストロークにわたって収集されたフィードバックを用いることにより、または比例コントローラもしくはPIDコントローラ等のコントローラを用いることにより、行うことができる。フィードバックは、ストローク前FMS測定およびストローク後FMS測定の比較によって求められる計算された送達済み容積の形態であり得る。最終FMS測定容積と、「n」に対する現行値を用いて求められた、推定されたリアルタイム容積変化とを比較することができる。それらの容積が、所定量を超えて異なる場合、「n」に対する値を調整することができる。そして、新たな係数値を保存し、次のポンプストロークに対する初期値として使用することができる。例では、いくつかのポンプストロークにわたって収集されたデータを用いて、係数「n」を調整することができる。たとえば、複数のストロークに対して移動した最終(たとえば、FMS測定)容積をもたらした「n」の値を、合わせて平均することができる。周囲条件の著しい変化(たとえば、流体または環境の温度の変化)がない場合、平均または他の数値フィルタリング手続きにより、正確な流量およびストローク容積測定値を生成するために必要な時間を短縮することができ、それは、コントロータに対して、ストローク前FMS測定値およびストローク後FMS測定値の繰返しの比較を行わせる必要がない可能性があるためである。 The coefficient can then be adjusted over multiple pump strokes to a value that provides a greater match between the calculated real-time flow rate and the measured final volume change at the end of the stroke. This can be done by using feedback collected over one or more pump strokes using any suitable software algorithm, or by using a controller such as a proportional or PID controller. Feedback may be in the form of a calculated delivered volume determined by a comparison of pre-stroke and post-stroke FMS measurements. The final FMS measured volume can be compared to the estimated real-time volume change determined using the current value for "n." If their volumes differ by more than a predetermined amount, the value for "n" can be adjusted. The new coefficient value can then be saved and used as the initial value for the next pump stroke. In the example, data collected over several pump strokes can be used to adjust the factor "n." For example, the values of "n" that resulted in the final (eg, FMS measured) volume moved for multiple strokes can be averaged together. In the absence of significant changes in ambient conditions (e.g., changes in fluid or environment temperature), averaging or other numerical filtering procedures can reduce the time required to produce accurate flow and stroke volume measurements. This is possible because it may not be necessary to have the controller repeatedly compare pre-stroke and post-stroke FMS measurements.

図58は、上述したように数学的モデルの係数を調整する複数のステップの例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ5220において、ストローク前FMS測定を行って、制御室に対する開始容積を求めることができる。そして、ステップ5222において、ストロークを開始することができる。ステップ5224において、圧力調整波形における圧力減衰をモニタリングすることができる。事前に定義された初期指数係数値とともに数学的圧力-容積モデル例を用いて、制御室の容積変化を求めることができる。ストロークが完了すると、ステップ5226において、ストローク後FMS測定を行って、ストローク終了制御室容積を求めることができる。ステップ5228において、ステップ5220および5226からの容積測定値を比較して、ストロークに対する総制御室容積変化を求めることができる。この比較に基づいて係数を調整して、必要な場合は2つの最終値を整合させることができる。たとえば、FMS測定値を用いることによって見つけられる容積変化をもたらした値に、係数を調整することができる。 FIG. 58 shows a flowchart outlining an example of steps for adjusting the coefficients of a mathematical model as described above. As shown, in step 5220, pre-stroke FMS measurements may be taken to determine a starting volume for the control chamber. Then, in step 5222, a stroke can begin. At step 5224, pressure decay in the pressure regulation waveform can be monitored. Using an example mathematical pressure-volume model with predefined initial exponential coefficient values, the volume change in the control room can be determined. Once the stroke is complete, a post-stroke FMS measurement may be performed to determine the end-of-stroke control chamber volume in step 5226. At step 5228, the volume measurements from steps 5220 and 5226 may be compared to determine the total control chamber volume change versus stroke. Based on this comparison, the coefficients can be adjusted to align the two final values if necessary. For example, the coefficient can be adjusted to the value that resulted in the volume change found by using FMS measurements.

上述したように、ストロークが進行している際の流量推定値は、限定されないが、閉塞の検出、低流量状態または流れなし状態の検出、ストローク終了の検出、流体ラインプライミング状態の検出等を含む複数の目的に使用することができる。流量推定値をモニタリングして、ストローク終了状態が存在する可能性があるか否かを判断することができる。たとえば、リアルタイム流量が事前に定義された閾値(たとえば、15mL/分)未満に低下した場合、ポンプストロークが完全に完了した(すなわち、ポンプの物理的限界を考慮して、最大容積の流体が移動した)ことを示す可能性がある。流量推定値が事前に定義された閾値未満に低下した場合、チャンバに対してFMS測定を実行することができ、送達された容積を確認することができる。FMS測定により、ストロークの終了に達したと判断される場合、チャンバは、次の圧送動作(またはポンプストローク)に移ることができる。ストローク終了状態に達していない場合、コントローラは、たとえば、ポンプストロークを再開しようと試みることを含む複数の動作を行うことができる。別法として、流量低減状態の検出は、流体ライン閉塞を示す可能性があり、閉塞警告または警報をトリガすることができ、または、流体押戻しを試みて閉塞が存在するか否かを判断することができる。 As mentioned above, flow estimates as the stroke is progressing include, but are not limited to, detecting occlusions, detecting low or no flow conditions, detecting end of stroke, detecting fluid line priming conditions, etc. Can be used for multiple purposes. The flow rate estimate can be monitored to determine whether an end-of-stroke condition may exist. For example, if the real-time flow rate drops below a predefined threshold (e.g., 15 mL/min), a pump stroke is fully completed (i.e., the maximum volume of fluid has been moved, considering the physical limitations of the pump). may indicate that If the flow rate estimate drops below a predefined threshold, FMS measurements can be performed on the chamber to confirm the volume delivered. If the FMS measurement determines that the end of the stroke has been reached, the chamber can move on to the next pumping operation (or pump stroke). If the end-of-stroke condition has not been reached, the controller may take a number of actions, including, for example, attempting to restart the pump stroke. Alternatively, detection of a reduced flow condition may indicate a fluid line occlusion and may trigger an occlusion warning or alarm, or attempt fluid pushback to determine if an occlusion exists. be able to.

いくつかの実施形態では、作動可能(arming)ルーチン(ソフトウェアトリガ)があるようにコントローラをプログラムして、コントローラ気体トローク終了状態を時期尚早に宣言しないようにすることができる。これは、ストローク終了確定の間違ったトリガを回避するのに役立つことができる。たとえば、ストロークの開始時に蓄積圧力データがないことにより、流量確定に対する信号雑音の影響が増大する可能性がある。例では、ポンプストロークの始動後に所定期間が経過した後にのみトリガが作動可能となるように、コントローラをプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、ソフトウェアトリガは、所定流量値の達成であり得る。または、コントローラが、所定容積の流体が移動したと推定した後に、トリガを作動可能とすることができる。ストローク終了状態が検出される前にストローク終了検出トリガが作動可能となることが必要であることは、行われる部分ストロークの数を低減させるのに役立つことができ、ポンプカセットを通して流体のスループットを増大させるのに役立つことができる。作動可能基準に達せず、ストロークの終了が決して検出されないシナリオを防止するのに役立つために、ストロークが所定時間進行した後に、トリガを作動可能とすることができる。他の実施形態では、作動可能基準が満たされることなくストロークの開始以来所定期間が経過した後、ストロークの終了を自動的にトリガすることができる。 In some embodiments, the controller may be programmed to have an arming routine (software trigger) to prevent the controller from prematurely declaring an end-of-gas stroke condition. This can help avoid false triggering of end-of-stroke determination. For example, the lack of accumulated pressure data at the beginning of a stroke can increase the impact of signal noise on flow determination. In an example, the controller may be programmed such that the trigger is only actuated after a predetermined period of time after the initiation of a pump stroke. In some embodiments, the software trigger may be the achievement of a predetermined flow rate value. Alternatively, the trigger may be actuated after the controller estimates that a predetermined volume of fluid has been moved. Requiring the end-of-stroke detection trigger to be actuated before an end-of-stroke condition is detected can help reduce the number of partial strokes performed, increasing the throughput of fluid through the pump cassette. can help you. The trigger may be enabled after the stroke has progressed for a predetermined amount of time to help prevent a scenario in which the enable criterion is not reached and the end of the stroke is never detected. In other embodiments, the end of the stroke may be automatically triggered after a predetermined period of time has elapsed since the beginning of the stroke without an enablement criterion being met.

図59は、リアルタイム流量推定値に基づいてストロークの終了を検出する複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ5240において、ストローク前測定を行うことにより、制御室の開始容積を求めることができる。そして、ステップ5242において、ポンプストロークが開始する。ストロークが進行するに従い、ステップ5244において、制御室圧力調整または維持波形における圧力減衰がモニタリングされる。圧力減衰に基づいて、流量が推定される。ストローク終了作動可能基準が満たされると、コントローラは、流量が予め確立されたかまたは所定の流量を超えたか否かを判断する。流量が所定流量を超えた場合、ステップ5246において、ポンプストロークは続き、ステップ5244において、流量推定が続く。流量が所定流量未満に低下した場合、ステップ5248において、ストロークは終了に達した可能性があり、ストローク終了FMS測定を行って制御室容積を求めることができる。 FIG. 59 shows a flowchart outlining several example steps for detecting end of stroke based on real-time flow estimates. As shown, in step 5240, a starting volume of the control chamber can be determined by taking a pre-stroke measurement. Then, in step 5242, the pump stroke begins. As the stroke progresses, the pressure decay in the control chamber pressure regulation or maintenance waveform is monitored in step 5244. Based on the pressure decay, the flow rate is estimated. Once the end-of-stroke enablement criterion is met, the controller determines whether the flow rate exceeds a pre-established or predetermined flow rate. If the flow rate exceeds the predetermined flow rate, pump stroke continues in step 5246 and flow estimation continues in step 5244. If the flow rate drops below the predetermined flow rate, then in step 5248 the stroke may have reached the end and an end-of-stroke FMS measurement can be taken to determine the control chamber volume.

いくつかの実施形態では、ストロークの進行にわたる制御室容積変化の推定値を用いて、ストロークを完了するために必要な時間の長さを予測することができる。名目のまたは予測されたストロークの終了容積は既知であり、制御室容積変化を用いて流量を求めることができるため、コントローラは、この情報を用いて、ストローク全体がどれくらいかかるべきであるかを推定することができる。それに対応して、コントローラは、ストロークの残りの部分を完了するためにどれくらいの時間が必要であるかを推定値を計算することができる。予測されたストローク終了時間に達すると、ストロークを停止することができ、FMS測定を行うことができる。FMS測定値気体トロークが部分ストロークであることを示す場合、複数の動作を行うことができる。いくつかの実施形態では、サイクラは、ストロークの再試行を試みることができる。別法として、流量低減状態のコントローラによる検出は、閉塞警告または警報を示すものであり得るか、または押戻しの試みを行って、ライン終了閉塞を緩和することができるか否かを判断することができる。 In some embodiments, an estimate of control chamber volume change over the course of a stroke can be used to predict the length of time required to complete a stroke. Since the nominal or predicted end-of-stroke volume is known and the control chamber volume change can be used to determine the flow rate, the controller uses this information to estimate how long the entire stroke should take. can do. Correspondingly, the controller can calculate an estimate of how much time is required to complete the remaining portion of the stroke. Once the predicted end-of-stroke time is reached, the stroke can be stopped and FMS measurements can be taken. If the FMS measurement indicates that the gas stroke is a partial stroke, multiple actions can be taken. In some embodiments, the cycler may attempt to retry the stroke. Alternatively, detection by the controller of a reduced flow condition may be indicative of an occlusion warning or alert, or to determine whether a pushback attempt can be made to alleviate an end-of-line occlusion. I can do it.

図60は、ストロークを完了するために必要な時間を予測することによってストロークの終了を判断するために使用することができる複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ5250において、ストローク前FMS測定を行って、制御室の開始容積を求めることができる。ステップ5252においてストロークが開始される。ストロークが開始すると、ステップ5254において、ストロークタイマーを始動させることができる。ストロークが進行するに従い、ステップ5256において、制御室に対する圧力調整または維持波形における圧力減衰がモニタリングされる。これを用いて、制御室容積および流量を推定することができる。そして、ステップ5258において、これらの推定値を用いて、推定ストローク時間を予測することができる。現チャンバ容積と予測されたストローク終了チャンバ容積との差を見付けることにより、推定ストローク時間を計算することができる。そして、推定された流量を用いて、ストロークを完了するために必要な時間の長さを見付けることができる。推定されたストローク終了時間が、経過したストローク時間より長い場合、ステップ5256、5258および5260を繰り返すことができる。推定されたストローク終了時間が実際の経過したストローク時間以下である場合、コントローラは、ストローク終了状態を宣言することができる。ステップ5262において、ストロークは終了し、FMS測定を行って、制御室のストローク後容積を求めることができる。いくつかの実施形態では、所定の長さのストローク時間が残るか、または所定量のストローク容積が発生するまで、残りのストローク時間推定を行うことができる。時間が経過するまで、コントローラはストロークを続け、その後、ステップ5262を行うことができる。 FIG. 60 depicts a flowchart outlining several example steps that may be used to determine the end of a stroke by predicting the time required to complete the stroke. As shown, in step 5250, a pre-stroke FMS measurement may be taken to determine the starting volume of the control chamber. A stroke is initiated in step 5252. Once the stroke begins, a stroke timer may be started in step 5254. As the stroke progresses, the pressure decay in the pressure regulation or maintenance waveform for the control chamber is monitored in step 5256. This can be used to estimate the control chamber volume and flow rate. These estimates can then be used to predict the estimated stroke time in step 5258. By finding the difference between the current chamber volume and the predicted end-of-stroke chamber volume, the estimated stroke time can be calculated. The estimated flow rate can then be used to find the length of time required to complete the stroke. If the estimated stroke end time is longer than the elapsed stroke time, steps 5256, 5258, and 5260 may be repeated. If the estimated end-of-stroke time is less than or equal to the actual elapsed stroke time, the controller may declare an end-of-stroke condition. In step 5262, the stroke ends and FMS measurements can be taken to determine the post-stroke volume of the control chamber. In some embodiments, remaining stroke time estimation may be performed until a predetermined length of stroke time remains or a predetermined amount of stroke volume has occurred. The controller continues stroking until the time has elapsed, after which step 5262 can occur.

上述した例示的な数学的モデルによって提供されるリアルタイム流量推定が利用可能であることにより、同様に流量低減状態の早期の検出を可能にすることができる。コントローラにストロークが終了するのを待たせ、容積測定を行い、その測定値を先の測定値と比較する代わりに、予測された流量閾値未満であるリアルタイム流量に応答するように、コントローラをプログラムすることができる。その時点でポンプストロークを停止して、流量推定値を確認するようにより精密な容積測定を(たとえば、FMS測定を介して)行うように、コントローラをプログラムすることができる。したがって、流量低減によってもたらされる延長した圧送ストロークを完了する必要なしに、流量低減状態を検出することができる。これは、時間を節約することができ、患者の不快感を低減させることができ、ポンプカセットの全体的な流体スループットを増大させるのに役立つことができる。それはまた、治療が、排液段階の最後から次のサイクルの充填段階まで迅速に移行することができるようにすることも可能である。この効率の向上により、より長い治療時間を滞留に割り当てることができる。一例では、流量推定値が50mL/分の閾値未満であるときに流量低減状態を宣言するように、コントローラをプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、流量低減状態が宣言される前に、流量は、所定期間(たとえば、30秒間)、閾値未満であり続けなければならない場合がある。 The availability of real-time flow estimates provided by the exemplary mathematical models described above may similarly enable early detection of reduced flow conditions. Program the controller to respond to a real-time flow rate that is less than a predicted flow threshold, instead of having the controller wait for the end of the stroke, take a volume measurement, and compare that measurement to a previous measurement. be able to. The controller can be programmed to stop the pump stroke at that point and take more precise volume measurements (eg, via FMS measurements) to confirm the flow rate estimate. Thus, a reduced flow condition can be detected without the need to complete the extended pumping stroke caused by the reduced flow. This can save time, reduce patient discomfort, and help increase the overall fluid throughput of the pump cassette. It is also possible to allow the treatment to move quickly from the end of the draining phase to the filling phase of the next cycle. This increased efficiency allows for longer treatment times to be allocated for residence. In one example, the controller can be programmed to declare a reduced flow condition when the flow rate estimate is less than a 50 mL/min threshold. In some embodiments, the flow rate may have to remain below a threshold for a predetermined period of time (eg, 30 seconds) before a reduced flow condition is declared.

任意選択的に、異なる流量閾値によって定義される複数の流量低減状態分類法があり得る。たとえば、低い流量閾値(たとえば、<50mL/分)に加えて、低い流量閾値より低く(たとえば、<15mL/分)設定される「流れなし」閾値を認識するように、コントローラをプログラムすることができる。 Optionally, there may be multiple flow reduction state classification schemes defined by different flow thresholds. For example, the controller can be programmed to recognize a "no flow" threshold that is set lower than the low flow threshold (e.g., <15 mL/min) in addition to a low flow threshold (e.g., <50 mL/min). can.

図61は、ポンプストローク中に流量低減状態を検出するために使用することができる複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップ5270において、ストローク前FMS測定を行って、制御室の開始容積を求めることができる。そして、ステップ5272においてストロークが開始される。ステップ5274において、圧力調整または維持波形における圧力減衰をモニタリングすることができ、それにより、リアルタイム制御室容積変化および流量を推定することができる。流量が、所定期間、所定流量を超える限り、コントローラはポンプストロークを続ける。ステップ5274に記載したように、コントローラは、圧力減衰波形をモニタリングし続ける。ストロークの終了に達した場合、ステップ5276においてストローク終了FMS測定を行って、ストローク終了制御室容積を求めることができる。コントローラが、流量が所定期間、所定流量未満であると判断した場合、ステップ5278においてFMS測定を行って、流量低減状態が存在することを確認することができる。流量低減状態が確認されない場合、ストロークは続くことができ、コントローラは、ステップ5274において上述したように、制御室圧力調整または維持波形に基づいて、流量を計算し続ける。 FIG. 61 shows a flowchart outlining several example steps that can be used to detect a reduced flow condition during a pump stroke. As shown, in step 5270, a pre-stroke FMS measurement may be taken to determine the starting volume of the control chamber. The stroke is then initiated in step 5272. At step 5274, the pressure decay in the pressure regulation or maintenance waveform can be monitored, thereby estimating real-time control chamber volume changes and flow rates. As long as the flow rate exceeds the predetermined flow rate for the predetermined period of time, the controller continues the pump stroke. The controller continues to monitor the pressure decay waveform as described in step 5274. If the end of stroke is reached, an end of stroke FMS measurement may be performed in step 5276 to determine the end of stroke control chamber volume. If the controller determines that the flow rate is less than a predetermined flow rate for a predetermined period of time, an FMS measurement may be taken at step 5278 to confirm that a reduced flow condition exists. If a reduced flow condition is not confirmed, the stroke can continue and the controller continues to calculate flow based on the control chamber pressure adjustment or maintenance waveform as described above in step 5274.

ステップ5278において、FMS測定によって流量低減状態が確認された場合、ステップ5280において、流量低減または閉塞通知、警告または警報をユーザに送信することができる。これは、ユーザインターフェースを介して行うことができ、可聴メッセージまたは音声、振動表示等によって達成することができる。サイクラコントローラによって生成される応答は、検出される流量によって決まる可能性がある。閉塞が存在することを示す前に、流体リザーバ(または、流体ラインに応じて、腹膜腔内)への流体の押戻しをトリガすることができる。押戻しの試みが不成功である場合、コントローラは、閉塞警告を発することができる。 If a reduced flow condition is confirmed by the FMS measurements at step 5278, a reduced flow or occlusion notification, warning, or alarm may be sent to the user at step 5280. This can be done via the user interface and can be accomplished by audible messages or voices, vibrating displays, etc. The response generated by the cycler controller may depend on the sensed flow rate. Pushing fluid back into the fluid reservoir (or into the peritoneal cavity, depending on the fluid line) can be triggered prior to indicating that an occlusion exists. If the pushback attempt is unsuccessful, the controller may issue an occlusion warning.

いくつかの実施形態では、流量低減状態が検出された場合、サイクラコントローラは、圧送動作(たとえば、排液段階)に対する目標容積が達成されたか否か(たとえば、腹膜排液の完了)を確認することができる。目標容積以上が移動した場合、コントローラは、圧送動作が完了したことを宣言することができる。いくつかの実施形態では、装置コントローラは、流体リザーバ(たとえば、溶液バッグ、ヒータバッグまたは患者の腹膜)が実質的に空であることを確実にするために、最低限の規定された時間が経過していることを要求することができる。 In some embodiments, if a reduced flow condition is detected, the cycler controller determines whether a target volume for the pumping operation (e.g., drainage phase) has been achieved (e.g., completion of peritoneal drainage). be able to. If more than the target volume has been moved, the controller may declare the pumping operation complete. In some embodiments, the device controller allows a minimum defined amount of time to elapse to ensure that the fluid reservoir (e.g., solution bag, heater bag, or patient's peritoneum) is substantially empty. You can request that you do so.

ポンプストローク中の流体流のリアルタイム測定により、フルポンプストローク容積未満、またはフルポンプストローク容積の整数倍の所定流体容積送達を目標とすることができる。圧力測定を通して推定されたチャンバ容積変化が、目標容積が送達されたかまたは引き出されたことを示すときに、ストロークを終了するようにコントローラをプログラムすることができる。これが発生すると、コントローラは、FMS測定を開始して、目標容積に実際に達したことを確認することができる。リアルタイム流体流測定により、複数回FMS測定を行う必要をなくすことができる一方で、目標容積を超過するのを回避するように小さい容積の部分ストロークを繰り返し行うことができる。こうした目標設定方式は、目標容積に近づくが超過しないで費やされる時間の長さが、本来、圧送動作における比較的長い時間をとる小児科用途において特に望ましい場合がある。 Real-time measurement of fluid flow during a pump stroke allows targeting a predetermined fluid volume delivery less than, or an integer multiple of, a full pump stroke volume. The controller can be programmed to end the stroke when the chamber volume change estimated through pressure measurements indicates that the target volume has been delivered or withdrawn. When this occurs, the controller can initiate FMS measurements to confirm that the target volume has indeed been reached. Real-time fluid flow measurements can eliminate the need for multiple FMS measurements while allowing repeated small volume partial strokes to avoid exceeding the target volume. Such a targeting scheme may be particularly desirable in pediatric applications where the amount of time spent approaching but not exceeding the target volume is inherently relatively long in the pumping operation.

図62は、流体の目標容積が移動したときを判断するために使用することができる複数のステップ例を概説するフローチャートを示す。図示するように、ステップは、ストローク中の圧力減衰の測定値に基づいて、推定された、移動した容積を利用して、目標容積が達成されていると推定されたときにストロークを終了する。ステップ5290において、圧送動作が開始する。この動作は、たとえば、腹膜透析サイクルに対する充填段階であり得る。圧送動作が開示すると、FMS測定を行うことができ、ステップ5292に示すように、ポンプストロークが開始される。ストローク中、ステップ5294において、圧力調整または維持波形における圧力減衰をモニタリングすることができる。これにより、ストロークが進行するに従い、容積および流量の推定が可能になる。ステップ5296において、ストロークが終了することができ、ストローク後FMS測定を行うことができる。サイクラコントローラは、計算された溶液容積を追跡して、目標容積と圧送動作中に送達された流体の総容積との差が全ポンプ室容積より大きいか否かを確かめる。大きい場合、コントローラは、ステップ5297において、続けて次のポンプストロークを命令する。目標容積と圧送された総容積との差が、1つの全ポンプ室の容積未満となるまであるテップ5294、5296および5297を繰り返すことができる。その容積未満となった時点であるテップ5298において、別の全チャンバ容積の送達により目標容積が超過された場合、ステップ5298が行われる。 FIG. 62 shows a flowchart outlining several example steps that can be used to determine when a target volume of fluid has been moved. As shown, the step utilizes an estimated displaced volume based on measurements of pressure decay during the stroke to end the stroke when the target volume is estimated to have been achieved. At step 5290, the pumping operation begins. This operation may be, for example, a filling phase for a peritoneal dialysis cycle. Once the pumping operation is initiated, FMS measurements can be taken and the pump stroke is initiated, as shown in step 5292. During the stroke, pressure decay in the pressure regulation or maintenance waveform can be monitored at step 5294. This allows estimation of volume and flow rate as the stroke progresses. At step 5296, the stroke can end and post-stroke FMS measurements can be taken. The cycler controller tracks the calculated solution volume to ascertain whether the difference between the target volume and the total volume of fluid delivered during the pumping operation is greater than the total pump chamber volume. If so, the controller continues to command the next pump stroke in step 5297. Steps 5294, 5296, and 5297 can be repeated until the difference between the target volume and the total volume pumped is less than the volume of one total pump chamber. If the target volume is exceeded by delivery of another full chamber volume at step 5298, then step 5298 is performed.

ステップ5298において、圧送動作のための総送達容積と圧送動作に対する目標容積との差として、目標設定トリガを設定することができる。そして、ステップ5300において、コントローラが、圧力減衰測定を通して目標容積に達したことを計算するまで、ポンプストロークは続けることができる。計算した時点であるテップ5302を行うことができ、そこでは、ストロークは終了し、FMS測定を行って、目標容積の流体が移動したことを確認することができる。 At step 5298, a target setting trigger can be set as the difference between the total delivered volume for the pumping operation and the target volume for the pumping operation. The pump stroke can then continue at step 5300 until the controller calculates through pressure decay measurements that the target volume has been reached. A calculated point in time, step 5302, can be taken where the stroke is completed and an FMS measurement can be taken to confirm that the target volume of fluid has been moved.

ポンプストローク中に圧力減衰曲線から推定された流量を計算することにより、コントローラは、所定流体容積をより精密に送達するために、1つまたは複数の弁を事前に閉鎖することも可能である。すなわち、コントローラコマンドと弁の機械的応答との間に遅延を考慮して、目標容積が送達される前に弁を閉鎖することができる。そして、弁を物理的に閉鎖するために必要な期間中発生する流れにより、目標容積を実質的に満たすことができる。特に、コントローラは、弁を物理的に閉鎖するために必要な時間の長さを推定することができる。いくつかの実施形態では、この推定値は事前プログラムされた値であり得る。たとえば、特定の弁の構成に対して、応答遅延はおよそ100ミリ秒であり得る。流量のリアルタイム計算に基づいて、弁応答遅延中に移動した流体の容積を推定することができる。この流体の量を目標容積から減じて、弁閉鎖トリガ容積をもたらすことができる。弁閉鎖トリガ容積が満たされると、サイクラコントローラは、弁に対して閉鎖するように命令することができる。 By calculating the estimated flow rate from the pressure decay curve during the pump stroke, the controller can also pre-close one or more valves to more precisely deliver a predetermined fluid volume. That is, a delay between the controller command and the mechanical response of the valve may be allowed to close the valve before the target volume is delivered. The flow generated during the period required to physically close the valve can then substantially fill the target volume. In particular, the controller can estimate the amount of time required to physically close the valve. In some embodiments, this estimate may be a preprogrammed value. For example, for a particular valve configuration, the response delay can be approximately 100 milliseconds. Based on the real-time calculation of flow rate, the volume of fluid displaced during the valve response delay can be estimated. This amount of fluid can be subtracted from the target volume to provide the valve closure trigger volume. Once the valve closure trigger volume is filled, the cycler controller can command the valve to close.

容積測定ポンピング容積較正
サイクラ14が患者に提供される前に、サイクラ14によって行われる容積測定ポンプ測定値を較正することができる。較正の出力として、サイクラ14は、その後、サイクラ14によって収集された容積測定値を調整するためにポンピング中に使用される較正データを提供され得る。これは、特定のサイクラ14に特有の容積計算におけるエラーを軽減するのに役立つ可能性がある。本明細書の他の場所で述べられるように(例えば、図53A~55を参照)、較正は、使い捨てカセット24をサイクラ14に取り付けこと、およびマススケールへの、またはマススケールからの流体のポンピングによって達成され得る。サイクラ14の較正係数は、伝達された測定された質量およびサイクラ14によって計算されたFMS値に基づいて計算され得る。
Volumetric Pumping Volumetric Calibration Volumetric pump measurements made by cycler 14 can be calibrated before cycler 14 is provided to a patient. As an output of calibration, cycler 14 may be provided with calibration data that is then used during pumping to adjust the volume measurements collected by cycler 14. This may help reduce errors in volume calculations specific to a particular cycler 14. As discussed elsewhere herein (see, e.g., FIGS. 53A-55), calibration involves attaching the disposable cassette 24 to the cycler 14 and pumping fluid to or from the mass scale. This can be achieved by A calibration factor for cycler 14 may be calculated based on the transmitted measured mass and the FMS value calculated by cycler 14.

しかしながら、そのような較正は、使い捨てカセット24間の製造上の違いに応じて、その精度にある程度の変動を受ける可能性がある。そのような違いは、カセット24の製造ロット間で生じ得る。さらに、特定のロット内に違いが存在し得る。カセット24上のシートまたは膜15の態様は、潜在的にある程度の変動性に寄与し得る。事前に形成された領域がシート15に含まれる場合、いくつかの変動性は、事前に形成された生成プロセスに起因し得る。さらに、較正プロセスの間、カセット24は、液体を含む状態または湿った状態にあってもよい。空気がカセット24に残っている場合、この空気が較正に影響を与え得る。 However, such calibration may be subject to some variation in its accuracy depending on manufacturing differences between disposable cassettes 24. Such differences may occur between manufacturing lots of cassettes 24. Additionally, differences may exist within a particular lot. The aspect of the sheet or membrane 15 on the cassette 24 can potentially contribute to some degree of variability. If preformed regions are included in sheet 15, some variability may be due to the preformed production process. Additionally, during the calibration process, cassette 24 may be in a liquid-containing or wet state. If air remains in the cassette 24, this air can affect the calibration.

いくつかの実施形態では、較正中に使い捨てポンプカセット24の代わりに、1つまたは複数の容量測定標準セットまたは容積較正カセットを使用することができる。本明細書に詳述されるサイクラ14に関連して説明されているが、そのような容積測定標準カセットは、他のカセットベースのポンプシステムにおいて同様に使用され得る。一般に、容積測定カセットは、サイクラ14とインターフェースし、使い捨てカセット24であるかのように制御ガスケット148に対してシールするように、使い捨てカセット24と同様の寸法であり、同じ一般的なレイアウトを有し得る。使い捨てカセット類似体として機能する容積測定標準カセットの場合、較正は、典型的な使い捨てカセット24に存在するのと同様の状況下で実行することができる。サイクラ14は、使い捨てカセット24と同じ方法で制御ガスケット148を介して容積測定標準カセットに圧力を加えることができる。容積測定標準カセットは、流体をポンピングしないか、または流体ポンピングに完全に使用できない場合があるが、上記のように気体法則に基づいて容積測定を行うために使用することができる。様々な容積測定標準カセットのポンプ室領域は、特定のポンプ室充填容積を模倣するように設計され得るので、サイクラ14は、その測定の結果がどうあるべきかを知って、制御室171B(例えば、図43を参照)容積の測定を行うことができる。したがって、容積較正カセットを用いて制御室171B(例えば、図43を参照)の容積測定を行うことにより、その特定のサイクラ14によって収集された容積測定データの誤差を調整するための較正を行うことができる。サイクラ固有で、使い捨てカセットの変動、質量スケールの分解能に関連する制限、またはその他の要因の影響を受けない。さらに、または代わりに、そのような容積較正カセットは、製造中のプロセス試験手順の一部として使用され得る。例えば、容積測定カセットを使用して、サイクラ14の理想的なベースラインを確立することができる。使い捨てカセット24は、サイクラ14によって試験され、このベースラインと比較され得る。使い捨てカセット24が所定の量を超えて理想的なベースラインから逸脱する場合、関連する使い捨てカセット24(例えば、同じロットからのもの)をさらに検査するために選び出すことができる。 In some embodiments, one or more volumetric standard sets or volumetric calibration cassettes can be used in place of disposable pump cassette 24 during calibration. Although described in connection with the cycler 14 detailed herein, such volumetric standard cassettes may be used in other cassette-based pump systems as well. Generally, the volumetric cassette is of similar dimensions and has the same general layout as the disposable cassette 24 so as to interface with the cycler 14 and seal against the control gasket 148 as if it were a disposable cassette 24. It is possible. In the case of a volumetric standard cassette serving as a disposable cassette analog, calibration can be performed under similar conditions as exist in a typical disposable cassette 24. The cycler 14 can apply pressure to the volumetric standard cassette through the control gasket 148 in the same manner as the disposable cassette 24. Volumetric standard cassettes may not pump fluid or may not be used for fluid pumping at all, but can be used to make volumetric measurements based on the gas law, as described above. Since the pump chamber area of various volumetric standard cassettes can be designed to mimic a particular pump chamber fill volume, the cycler 14 knows what the result of its measurement should be and uses the control chamber 171B (e.g. , see Figure 43). Therefore, by performing a volumetric measurement of the control room 171B (see, e.g., FIG. 43) using a volumetric calibration cassette, a calibration can be performed to adjust for errors in the volumetric data collected by that particular cycler 14. I can do it. Cycler specific and not subject to single-use cassette variations, limitations associated with mass scale resolution, or other factors. Additionally or alternatively, such volumetric calibration cassettes may be used as part of a process testing procedure during manufacturing. For example, a volumetric cassette can be used to establish an ideal baseline for cycler 14. Disposable cassette 24 may be tested by cycler 14 and compared to this baseline. If a disposable cassette 24 deviates from the ideal baseline by more than a predetermined amount, a related disposable cassette 24 (eg, from the same lot) can be singled out for further testing.

これらの容積測定標準カセットは、頑丈で、剛性があり、寸法的に安定した材料で構成することができる。例えば、鋼またはアルミニウムなどの様々な金属を使用することができる。特定の実施形態では、ABS、ポリカーボネート、アクリル、アルテム、ピーク、および/またはPETなどのプラスチックを使用することができる。セラミック、ガラスなどの他の材料も可能である。これらの容積較正カセットは、機械加工、射出成形、材料添加プロセス(3D印刷など)によって構築、またはその他の適切な方法で作成できる。容積較正カセットは、流路が流体で満たされた事前に準備されたカセットをエミュレートする場合がある。これらのカセットのポンプ室領域は、理想的な使い捨てポンプカセット24における所望の充填量を表すように選択される事前定義された形状を有するように設計され得る。いくつかの容量測定標準セットは、選択された様々な充填ボリューム(例えば、実質的に満杯、実質的に空または完全に送達された、およびそれらの間の任意の数の充填ボリューム)を反映するように構築され得る。任意の特定の容積の容積測定較正カセット上のポンプ室の形状は、そのポンプ室181が同じ容積を含む場合に使い捨てカセット24に存在するものと類似の形状を有するように選択することができる。いくつかの実施形態では、容積測定標準または較正カセット上のポンプ室の形状は、所望の容積を含むようにサイクラ14によって操作されるとき、理想的な使い捨てカセット24のポンプ室181の形状を模倣し得る。容量測定標準セットが異なる容積を表すように構成されている場合でも、任意の容量測定標準セットのポンプ室領域の表面積はすべて実質的に等しくてもよい。使い捨てポンプカセット24のシート15は、ポンピングストロークの範囲にわたって最小の伸長を示すので、これは望ましい場合がある。したがって、シート15のポンプ室領域151の表面積は、使い捨てポンプカセット24のポンプ室181に含まれる容積に関係なく実質的に変化してはならない。取り付けられた容積測定較正カセットの容積測定中の方法。構築後、容量較正カセットの容量の検証を行うことができる。これは、重量、水置換量、ビジョンシステムで実行される特性評価、3D CMSでの測定、またはその他の適切な方法で行うことができる。いくつかの例では、容積較正カセットのポンプ室領域の表面積も検証することができる。 These volumetric standard cassettes can be constructed of sturdy, rigid, and dimensionally stable materials. For example, various metals can be used, such as steel or aluminum. In certain embodiments, plastics such as ABS, polycarbonate, acrylic, Artem, Peak, and/or PET can be used. Other materials such as ceramic, glass, etc. are also possible. These volumetric calibration cassettes can be constructed by machining, injection molding, material addition processes (such as 3D printing), or made in any other suitable manner. The volumetric calibration cassette may emulate a pre-prepared cassette with flow channels filled with fluid. The pump chamber areas of these cassettes can be designed to have a predefined shape selected to represent the desired fill volume in an ideal disposable pump cassette 24. Several volume measurement standard sets reflect a variety of selected fill volumes (e.g., substantially full, substantially empty or completely delivered, and any number of fill volumes in between). It can be constructed as follows. The shape of the pump chamber on a volumetric calibration cassette of any particular volume can be selected to have a shape similar to that present in disposable cassette 24 if its pump chamber 181 contained the same volume. In some embodiments, the shape of the pump chamber on the volumetric standard or calibration cassette mimics the shape of the pump chamber 181 of an ideal disposable cassette 24 when manipulated by the cycler 14 to contain the desired volume. It is possible. The surface areas of the pump chamber regions of any volumetric standard set may all be substantially equal, even if the volumetric standard sets are configured to represent different volumes. This may be desirable since the seat 15 of the disposable pump cassette 24 exhibits minimal elongation over the range of the pumping stroke. Therefore, the surface area of the pump chamber region 151 of the seat 15 should not substantially change regardless of the volume contained in the pump chamber 181 of the disposable pump cassette 24. Method during volume measurement of installed volumetric calibration cassette. After construction, the capacity of the capacity calibration cassette can be verified. This can be done by weight, water displacement, characterization performed on a vision system, measurements on a 3D CMS, or any other suitable method. In some examples, the surface area of the pump chamber region of the volumetric calibration cassette can also be verified.

ここで、図63A~63Cには、例示的な使い捨てカセット24のいくつかの図が示されている。図。使い捨てカセット24の上面図を示す。使い捨てカセット24は、図63および図63Bおよび63Cの断面(図63Aの対応する切断面で取られた)で示されている。図63Bに示されるように、使い捨てカセット24は、カセット24の中央本体44を通過するいくつかの流路を含む。さらに、カセットの中央本体44から離れて突出するいくつかの壁46および弁ポート186がある。リム48は、使い捨てポンプカセット24の周囲に存在し、壁46の高さよりも高い高さまで延びる。膜15は、このリム48に取り付けられている。これらの特徴は、上でより詳細に説明されている。 63A-63C, several views of an exemplary disposable cassette 24 are shown. figure. A top view of the disposable cassette 24 is shown. Disposable cassette 24 is shown in FIG. 63 and in cross-section in FIGS. 63B and 63C (taken at the corresponding cut plane in FIG. 63A). As shown in FIG. 63B, disposable cassette 24 includes a number of channels passing through central body 44 of cassette 24. As shown in FIG. Additionally, there are several walls 46 and valve ports 186 that project away from the central body 44 of the cassette. A rim 48 exists around the disposable pump cassette 24 and extends to a height greater than the height of the wall 46. The membrane 15 is attached to this rim 48. These features are explained in more detail above.

図63Cを参照すると、使い捨てポンプカセット24のポンプ室181は、送達された状態で示されている。この状態では、膜15は、動作中にエアトラップとして機能するようにポンプ室181のいくらかの容積を残すスペーサ50に対して対向している。ポンプ室181およびスペーサ50は、上でさらに説明される。示される使い捨てカセット24は、いくつかの入口/出口ポート150、152、154、155を含む。 Referring to FIG. 63C, pump chamber 181 of disposable pump cassette 24 is shown in a delivered condition. In this state, the membrane 15 is opposed to the spacer 50 which leaves some volume of the pump chamber 181 to act as an air trap during operation. Pump chamber 181 and spacer 50 are further described above. The disposable cassette 24 shown includes several inlet/outlet ports 150, 152, 154, 155.

対照的に、図64A~64Cは、例示的な容積測定または標準較正カセット4000Aの様々な図を示している。この容積測定カセット4000Aおよび本明細書に記載の他のものは、図63A-63Cに示されるものならびに本明細書の他の場所に示されているもの(例えば、図6に示されているスパイク160を備えた使い捨てカセット24)と同様の使い捨てカセット24で動作するようにサイクラ14を較正するために使用され得る。例示的な容積測定較正カセット4000Aの上面図が図64Aに示されている。 容積較正カセット4000Aは、使い捨てカセット24と同等またはほぼ同等の全体的なフットプリントを有し得る。容積較正カセット4000Aなどの容積較正カセットには、シート15を含めることはできない。図64B(図64Aの線64B-64Bで取られた断面)では、容積較正カセット4000Aは、流路、オリフィス、弁ポート、ミッドボディ4044内のパススルーなどを欠いている可能性がある。較正カセット4000Aは、中実のミッドボディ4044を含み得る。ミッドボディ4044は、使い捨てカセット24のそれよりも厚くてもよい。例えば、ミッドボディ4044は、使い捨てカセット24のミッドボディ44の少なくとも2倍の厚さ、または2から3倍の厚さであり得る(例えば、図63Bを参照のこと)。例示的なミッドボディ4044は、容積測定較正カセット4000Aの厚さの大部分(約2/3)を超えて延びる。中央体4044の厚さは、様々な実施形態において、容積測定較正カセット4000Aの最も厚い部分の厚さの1/2から3/4の間であり得る。 In contrast, FIGS. 64A-64C show various views of an exemplary volumetric or standard calibration cassette 4000A. This volumetric cassette 4000A and others described herein are similar to those shown in FIGS. 63A-63C and elsewhere herein (e.g., the spikes shown in FIG. 6). 160 may be used to calibrate the cycler 14 to operate with a disposable cassette 24 similar to the disposable cassette 24 with a cassette 160. A top view of an exemplary volumetric calibration cassette 4000A is shown in FIG. 64A. Volumetric calibration cassette 4000A may have an overall footprint comparable or nearly identical to disposable cassette 24. A volumetric calibration cassette, such as volumetric calibration cassette 4000A, cannot include sheet 15. In FIG. 64B (cross section taken at line 64B-64B in FIG. 64A), volumetric calibration cassette 4000A may lack flow passages, orifices, valve ports, pass-throughs within midbody 4044, etc. Calibration cassette 4000A may include a solid midbody 4044. Midbody 4044 may be thicker than that of disposable cassette 24. For example, the midbody 4044 can be at least twice as thick, or 2 to 3 times as thick as the midbody 44 of the disposable cassette 24 (see, eg, FIG. 63B). The exemplary midbody 4044 extends over a majority (about 2/3) of the thickness of the volumetric calibration cassette 4000A. The thickness of the central body 4044 can be between 1/2 and 3/4 of the thickness of the thickest portion of the volumetric calibration cassette 4000A in various embodiments.

例示的な容積測定カセット4000A(および本明細書に記載の他のもの)は、使い捨てカセット24と同じ位置に壁4046を含む。これらの壁は、ミッドボディ4044から使い捨てカセット24と同じ点まで延びることができる。いくつかの実施形態では、ポンプ室の反対側の容積測定標準カセットの側面は、壁がなく、実質的に平坦であり得る。壁は、容積較正カセット4000Aがサイクラ14に取り付けられたときに、制御ガスケット148の部分を押すシーリング壁またはリブとして機能することができる。したがって、壁は、サイクラ14の制御室171が、容積測定カセット4000Aがサイクラ14内に取り付けられた後の制御ガスケット148の他の領域との通信から隔離されることを確実にすることができる。。 The exemplary volumetric cassette 4000A (and others described herein) includes a wall 4046 in the same location as the disposable cassette 24. These walls can extend from midbody 4044 to the same point as disposable cassette 24. In some embodiments, the side of the volumetric standard cassette opposite the pump chamber may be wallless and substantially flat. The wall can act as a sealing wall or rib that presses against a portion of the control gasket 148 when the volumetric calibration cassette 4000A is installed in the cycler 14. Thus, the wall can ensure that the control room 171 of the cycler 14 is isolated from communication with other areas of the control gasket 148 after the volumetric cassette 4000A is installed within the cycler 14. .

例示的な容積較正カセット4000Aはまた、突起4048を含む。これらの突起4048は、使い捨てカセット24の弁ポート186の位置に配置され、使い捨てカセット24の弁ポート186と同じ高さまで延びる。突起4048は中実である。オリフィスは含まれていない。代替の実施形態では、オリフィスが含まれ得る。各突起は、中央体4044から延びる壁によって完全に囲まれ得る。 The exemplary volumetric calibration cassette 4000A also includes a protrusion 4048. These projections 4048 are located at the location of the valve port 186 of the disposable cassette 24 and extend to the same height as the valve port 186 of the disposable cassette 24 . Protrusion 4048 is solid. Orifice not included. In alternative embodiments, an orifice may be included. Each protrusion may be completely surrounded by a wall extending from the central body 4044.

例では、壁および突起4048は、拡大された中央体4044のために、中央体4044の表面から測定される高さがより短い。いくつかの実施形態では、壁および/または突起4048は、それぞれの端部のわずかに上の点まで延びることができる。使い捨てカセット24内の壁または弁ポート186の点。例えば、壁および/または突起は、膜15の厚さに等しい(またはほぼ同じであるが、おそらくわずかに大きい)追加の距離を延ばすことができる。これは、較正手順のためにサイクラ14に取り付けられたときに、容積測定較正カセット4000Aを使い捨てカセット24により近いアナログにするのに役立つ可能性がある。壁は、容積較正カセット4000Aがサイクラ14に取り付けられているときに、ガスケット148(例えば、図33A~Cを参照)がミッドボディ4044に接触するのを防ぐのに十分な高さを有し得る。 In the example, the walls and protrusions 4048 are shorter in height as measured from the surface of the centerbody 4044 due to the enlarged centerbody 4044. In some embodiments, the walls and/or protrusions 4048 can extend to a point slightly above their respective ends. A point at the wall or valve port 186 within the disposable cassette 24. For example, the walls and/or protrusions may extend an additional distance equal to (or approximately the same, but perhaps slightly greater) the thickness of the membrane 15. This may help make the volumetric calibration cassette 4000A more closely analogous to the disposable cassette 24 when attached to the cycler 14 for a calibration procedure. The wall may have a height sufficient to prevent gasket 148 (see, e.g., FIGS. 33A-C) from contacting midbody 4044 when volumetric calibration cassette 4000A is attached to cycler 14. .

さらに、成形を容易にするために使い捨てカセット24上に存在するドラフトは、特に容積較正カセット4000Aが機械加工されている場合、容積較正カセット4000A内で除去され得る。同様に、容積測定較正カセット4000Aの壁または縁の半径などの特定の曲率は、機械加工を容易にするために除去またはよりきつくすることができる。いくつかの実施形態では、突起4048も同様に省略され得る。例示的な容積較正カセット4000Aはシート15を含まない(すなわち、開いた面である)ので、使い捨てカセット24上に存在するリム48は、較正カセット4000Aの壁4046と均一な高さであり得る。さらに、入口/出口ポート150、152、154、155を取り外すことができる。図64Cでは、スペーサ50(例えば、図63Cを参照)の代わりに、容積測定較正カセット4000Aのポンプ室領域4181Aは固体であり得る。本明細書に記載されている他の容積較正カセットは、同様の構造のものであり得る。本明細書に示される容積較正カセットは中実として描かれているが、特定の実施形態は中空であるか、または中空領域を有し得る。 Additionally, the draft present on the disposable cassette 24 to facilitate molding may be removed within the volume calibration cassette 4000A, particularly if the volume calibration cassette 4000A is machined. Similarly, certain curvatures, such as the radius of the walls or edges of volumetric calibration cassette 4000A, can be removed or made tighter to facilitate machining. In some embodiments, protrusion 4048 may be omitted as well. Because the exemplary volumetric calibration cassette 4000A does not include a seat 15 (ie, is open-sided), the rim 48 present on the disposable cassette 24 may be at a uniform height with the walls 4046 of the calibration cassette 4000A. Additionally, the inlet/outlet ports 150, 152, 154, 155 can be removed. In FIG. 64C, instead of spacer 50 (see, eg, FIG. 63C), pump chamber region 4181A of volumetric calibration cassette 4000A can be solid. Other volumetric calibration cassettes described herein may be of similar construction. Although the volumetric calibration cassettes shown herein are depicted as solid, certain embodiments may be hollow or have hollow regions.

図64D~67Bには、いくつかの例示的な容積較正カセット4000A~Dが示されている。64A~64Dに示される容積較正カセット4000Aは、そのポンプ室領域4181Aが、理想的な使い捨てカセットで完全に送達された状態を模倣するように形作られるように構築されている。図65A~65Bは、そのポンプ室領域4181Bが部分的に充填された使い捨てカセット24ポンプ室181を模倣するように構成された別の容積較正カセット4000Bを示す。図65A-65Bはそれぞれ、理想的な使い捨てカセット24内の5.625mlの充填容積を表す形状を有する。別の容積較正カセット4000Cが図66A-66Bに示されている。この容積測定カセット4000Cは、そのポンプ室領域4181Cが部分的に満たされた使い捨てカセット24ポンプ室181を模倣するように再び形作られる。図66A-66Bは、理想的な使い捨てカセット24の11.250ml充填量を表す形状を持っている。図67A-67Bは、部分的に充填された使い捨てカセット24ポンプ室181を模倣するポンプ室領域4181Dを備えたさらなる容積較正カセット4000Dの例を示す。各ポンプ室領域4181Dは、理想的な使い捨てカセット24における16.875mlの充填容積を表す形状を有する。 Several exemplary volumetric calibration cassettes 4000A-D are shown in FIGS. 64D-67B. The volumetric calibration cassette 4000A shown at 64A-64D is constructed such that its pump chamber area 4181A is shaped to mimic a fully delivered condition in an ideal disposable cassette. 65A-65B illustrate another volumetric calibration cassette 4000B whose pump chamber region 4181B is configured to mimic a partially filled disposable cassette 24 pump chamber 181. 65A-65B each have a shape representing a 5.625 ml fill volume within an ideal disposable cassette 24. Another volumetric calibration cassette 4000C is shown in FIGS. 66A-66B. This volumetric cassette 4000C is reshaped so that its pump chamber region 4181C mimics a partially filled disposable cassette 24 pump chamber 181. Figures 66A-66B have a geometry that represents an ideal disposable cassette 24 fill volume of 11.250 ml. 67A-67B show an example of a further volume calibration cassette 4000D with a pump chamber region 4181D that mimics a partially filled disposable cassette 24 pump chamber 181. Each pump chamber region 4181D has a shape that represents a fill volume of 16.875 ml in an ideal disposable cassette 24.

容積較正カセット4000B~Dの断面図(すべて図64Aの切断面64C-64Cの位置で切り取られた)が図68A-68Cに示されている。示されるように、容積測定カセット4000B~Dのポンプ室領域4181B~Dは、ポンプストロークが発生するときの使い捨てカセット24内の膜15の曲率を模倣するように輪郭を描かれ得る。これは、制御室171の容積測定が行われているときに、制御ガスケット148が容積較正カセット4000B~Dに対して面一に着座できることを確実にするのに役立つ可能性がある。他の実施形態では、ポンプ室領域4181B~Dの輪郭は、より鋭い特徴で構築され得る。すなわち、曲率は半径がより小さくあり得、ポンプ室領域4181A~Dは、プラトー、平坦、またはほぼ平坦である部分を有し得る。好ましくは、容積測定較正カセット4000B~Dは、それらのポンプ室領域4181B~Dがいかなるアンダーカット特徴もないように構築されるべきである。しかしながら、いくつかの容積測定較正カセットは、それらのポンプ室領域に、ミッドボディ4044に垂直であるか、またはミッドボディ4044にほぼ垂直である部分を有する場合がある。 Cross-sectional views of volumetric calibration cassettes 4000B-D (all taken at section plane 64C-64C of FIG. 64A) are shown in FIGS. 68A-68C. As shown, the pump chamber regions 4181B-D of the volumetric cassettes 4000B-D may be contoured to mimic the curvature of the membrane 15 within the disposable cassette 24 as the pump stroke occurs. This may help ensure that control gasket 148 can sit flush against volumetric calibration cassettes 4000B-D when volumetric measurements of control chamber 171 are being made. In other embodiments, the contours of pump chamber regions 4181B-D may be constructed with sharper features. That is, the curvature may be smaller in radius and the pump chamber regions 4181A-D may have portions that are plateaus, flat, or nearly flat. Preferably, volumetric calibration cassettes 4000B-D should be constructed such that their pump chamber regions 4181B-D do not have any undercut features. However, some volumetric calibration cassettes may have a portion in their pump chamber region that is perpendicular to the midbody 4044 or approximately perpendicular to the midbody 4044.

図69A-69Bには、いくつかの例示的な容積較正カセット4000E~Hが示されている。これらの容積較正カセット4000E-Hには、より鋭い特徴といくつかのプラトー領域を備えたポンプ室制御領域4181E-Hが含まれている。図69A~69Bは、そのポンプ室領域4181Eがそれぞれ5.625mLの充填容積を表す形状を有するように構造化された容積較正カセット4000Eを示している。図70A-70Bに示される容積測定較正カセット4000Fは、そのポンプ室領域4181Fのそれぞれが11.250mLの充填量を表す形状を持つように構成されている。図71A-71Bは、ポンプ室領域4181Gの形状が16.875mLの充填容量を表す、さらなる容量較正カセット4000Gの例を示している。図72A-72Bの例示的な容積較正カセット4000Hは、使い捨てカセット24内の完全なポンプ室容積(22.5ml)を表すようにそれぞれが形作られたポンプ室領域4181Hを有する。容積測定カセット4000B~Dの断面図(すべて、図64Aの切断面64C-64Cの位置で切り取られたもの)は、図73A-73Dに示されている。 Several exemplary volumetric calibration cassettes 4000E-H are shown in FIGS. 69A-69B. These volumetric calibration cassettes 4000E-H include pump chamber control regions 4181E-H with sharper features and some plateau regions. 69A-69B illustrate a volume calibration cassette 4000E structured such that its pump chamber regions 4181E each have a shape representing a fill volume of 5.625 mL. The volumetric calibration cassette 4000F shown in FIGS. 70A-70B is configured such that each of its pump chamber regions 4181F has a shape representing a fill volume of 11.250 mL. 71A-71B illustrate a further example volume calibration cassette 4000G in which the shape of the pump chamber region 4181G represents a fill volume of 16.875 mL. The exemplary volume calibration cassette 4000H of FIGS. 72A-72B has pump chamber regions 4181H each shaped to represent a complete pump chamber volume (22.5 ml) within the disposable cassette 24. Cross-sectional views of volumetric cassettes 4000B-D (all taken at cut planes 64C-64C of FIG. 64A) are shown in FIGS. 73A-73D.

所定の容積で満たされたときに使い捨てセット24によって想定されるシート15の実際の形状に対するポンプ室領域4181A~Hの忠実度は、実行される容積測定のタイプに応じてより重要である可能性がある。正のFMSと負のFMSを実行できる場合(上記)、より忠実なものが望ましい場合がある。特定の例では、シート15の形状は、使い捨てカセットを通してエポキシなど(例えば、充填剤を含むエポキシ)をポンピングし、使い捨てカセットのポンプ室が所望の充填または配送状態にあるときにエポキシを硬化させることによって決定または近似することができる。好ましくは、使用されるエポキシまたは他の材料は、硬化中に予測可能なまたは最小の容積収縮を示し得る。 The fidelity of pump chamber regions 4181A-H to the actual shape of sheet 15 assumed by disposable set 24 when filled with a predetermined volume may be more important depending on the type of volumetric measurement performed. There is. If you can do positive and negative FMS (above), something more faithful may be desirable. In certain instances, the shape of the sheet 15 is configured to pump an epoxy or the like (e.g., a filler-containing epoxy) through a disposable cassette and allow the epoxy to cure when the pump chamber of the disposable cassette is in the desired filling or delivery state. can be determined or approximated by Preferably, the epoxy or other material used can exhibit predictable or minimal volumetric shrinkage during curing.

図74を参照すると、少なくとも1つの容積測定較正カセットを用いて較正を実行するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述するフローチャート4100が示されている。示されるように、容積標準または較正カセットは、ブロック4102のサイクラ14に設置され得る。これは、ドア141のロックおよび取り付け位置145の後ろのドア141(例えば、図31を参照)における空気袋の膨張を含んで(例えば、図31を参照)、取り付け位置145と制御面148(例えば、図31を参照)との間の容積較正カセットを圧迫する。容積測定標準カセットは、治療を実施する際に使用される使い捨てポンプカセット24と同じ取り付け位置145に設置することができる。したがって、取り付け位置145は、使い捨てポンプカセット24および容積較正カセットの両方を受け入れるように構成され得る。流体トラップはまた、ブロック4102において負圧にさらされ得る。サイクラ14は、ブロック4104において設置された容積測定標準カセットのポンプ室領域の容積を測定し得る。容積測定標準カセットのポンプ室領域の容積測定。例えば、制御室の容積測定を介して間接的であり得る。これを行うために、サイクラ14は、前述のようにFMS測定を実施することができる。ブロック4106において、その容積測定較正カセットを使用して行われる追加の測定がある場合、サイクラ14はブロック4104に戻ることができる。通常、サイクラ14は、各制御室171に対していくつかのFMS測定を行うことができる。充填ストロークの一部を完了または完了した後、容積測定(例えば、本明細書の他の場所で説明されるようなFMS測定)を実施するかのように、いくつかのFMS測定を実施する。サイクラ14は、送達ストロークの一部を完了または完了した後にFMS測定を実施するかのように、いくつかのFMS測定を実施することができる。さらに、サイクラ14は、正のFMSを使用していくつかの測定を実行し、負のFMSを使用していくつかの測定を実行することができる。これらのプロセスについては、上記で詳しく説明している。行われる任意の測定は、サイクラ14の制御室171のそれぞれから個別に行われ得る。さらに、測定は、サイクラ14によって利用される異なる充填および送達ポンプ圧力対について行われ得る。例えば、サイクラ14は、患者から排出先に流体をポンプで送るときに患者の快適さを向上させるために、比較的低い圧力を使用し、その後高い供給圧力を使用し得る。ソースソリューションバッグからヒータバッグにポンピングする場合、流体の移動を高速化するために、高い充填圧力と供給圧力を使用できる。そのようなポンプ圧力対は、本明細書の他の場所でより詳細に説明されている。 Referring to FIG. 74, a flowchart 4100 is shown detailing some example actions that may be performed to perform a calibration with at least one volumetric calibration cassette. As shown, a volume standard or calibration cassette may be installed in the cycler 14 at block 4102. This includes locking the door 141 and inflating an air bladder at the door 141 (see, e.g., FIG. 31) behind the mounting location 145 and the mounting location 145 and the control surface 148 (e.g., see FIG. 31). , see Figure 31). The volumetric standard cassette can be placed in the same mounting location 145 as the disposable pump cassette 24 used in administering the treatment. Accordingly, attachment location 145 may be configured to receive both a disposable pump cassette 24 and a volume calibration cassette. The fluid trap may also be exposed to negative pressure at block 4102. Cycler 14 may measure the volume of the pump chamber region of the volumetric standard cassette installed at block 4104. Volume measurement of the pump chamber area of the volumetric standard cassette. For example, it may be indirect via volumetric measurement of the control room. To do this, cycler 14 may perform FMS measurements as described above. At block 4106, cycler 14 may return to block 4104 if there are additional measurements to be made using the volumetric calibration cassette. Typically, cycler 14 can perform several FMS measurements for each control room 171. After completing or completing a portion of the fill stroke, perform some FMS measurements, as if performing volumetric measurements (eg, FMS measurements as described elsewhere herein). Cycler 14 may perform several FMS measurements, such as performing FMS measurements after completing or completing a portion of a delivery stroke. Additionally, cycler 14 may perform some measurements using positive FMS and some measurements using negative FMS. These processes are described in detail above. Any measurements taken may be taken individually from each of the control rooms 171 of the cycler 14. Additionally, measurements may be made for different fill and delivery pump pressure pairs utilized by cycler 14. For example, cycler 14 may use a relatively low pressure and then a high delivery pressure to improve patient comfort when pumping fluid from the patient to a destination. When pumping from a source solution bag to a heater bag, high fill and supply pressures can be used to speed up fluid movement. Such pump pressure pairs are described in more detail elsewhere herein.

特定の容量標準または較正カセットに対してすべての測定が行われたら、補正曲線をより正確に作成するために、他の容量較正カセットを取り付けることができる。ブロック4108に追加の容積測定カセットがある場合、ブロック4110において、サイクラ14のドアを開いて、前のカセットを取り外すことができる。ブロック4102、4104、4106は、すべての容積測定較正カセットがデータ収集に使用されるまで繰り返すことができる。実施形態に応じて、10個未満のカセット(例えば、4~5)があり得るが、より多くの数(例えば、ダース、2ダース、またはそれ以上)が使用され得る。特定の例において、容積測定較正カセットは、実質的に空のポンプ室を有することから実質的に満杯のポンプ室を有することまで1mLの増分で構築され得る。あるいは、容量較正カセットは、ポンプ室の全容量のパーセンテージで増分することができる。空から始めて、さらに、各容量較正カセットに総充填量の5%または10%を追加できる。典型的には、使用される容積較正カセットは、完全に送達され、完全に満たされたポンプ室を備えた代表的な使い捨てカセットである少なくとも容積較正カセットを含み得る。ポンプ室が異なる量に部分的に充填されている使い捨てカセットを代表する多数の(例えば、2~3個以上の)容積較正カセットも使用することができる。いくつかの実施形態では、使い捨てポンプカセット24のポンプストローク容積範囲外の容積を有する容積測定較正カセットも使用することができる。例えば、空よりも大きい状態を表すポンプ室容積を有する容積測定標準カセットを使用することができる。そのような容積測定標準カセットは、例えば、空の使い捨てカセット24ポンプ室181を表す容積測定標準カセットの予想容積の約110~150%(例えば、125%)の制御室容積を生成するように設計され得る。そのような容積較正カセットは、構築された補正曲線の導関数が、使い捨てポンプカセット24の通常のポンピング範囲の範囲外で急速に増加または減少しないことを確実にするのに役立ち得る。 Once all measurements have been made for a particular volume standard or calibration cassette, other volume calibration cassettes can be installed to more accurately create a correction curve. If there are additional volumetric cassettes at block 4108, the door of the cycler 14 may be opened and the previous cassette removed at block 4110. Blocks 4102, 4104, 4106 may be repeated until all volumetric calibration cassettes have been used for data collection. Depending on the embodiment, there may be fewer than ten cassettes (eg, 4-5), but larger numbers (eg, a dozen, two dozen, or more) may be used. In a particular example, a volumetric calibration cassette can be constructed in 1 mL increments from having a substantially empty pump chamber to having a substantially full pump chamber. Alternatively, the volume calibration cassette can be incremented by a percentage of the total volume of the pump chamber. Starting from empty, an additional 5% or 10% of the total fill can be added to each volume calibration cassette. Typically, the volume calibration cassettes used may include at least one volume calibration cassette that is a typical single-use cassette with a fully delivered and fully filled pump chamber. Multiple (eg, 2-3 or more) volume calibration cassettes representing single-use cassettes with pump chambers partially filled to different volumes can also be used. In some embodiments, volumetric calibration cassettes having volumes outside the pump stroke volume range of disposable pump cassette 24 may also be used. For example, a volumetric standard cassette having a pump chamber volume representing a condition greater than empty can be used. Such volumetric standard cassettes, for example, are designed to produce a control chamber volume of about 110-150% (e.g., 125%) of the expected volume of the volumetric standard cassette representing the empty disposable cassette 24 pump chamber 181. can be done. Such a volumetric calibration cassette may help ensure that the derivative of the constructed correction curve does not increase or decrease rapidly outside the normal pumping range of the disposable pump cassette 24.

ブロック4108において、追加の容積測定較正カセットが存在しない場合、1つまたは複数の補正曲線がブロック4112で生成され得る。この補正曲線は、そのサイクラに固有である可能性がある容積測定誤差を補正するサイクラ固有の較正方程式として機能し得る。標準化された容積較正カセットのセットが使用されるため、このサイクラ固有の補正曲線は、サイクラ自体に起因する容積測定誤差を補正する場合がある。使い捨てカセットの変動による寄与は導入されない可能性がある。正および負のFMSに対して補正曲線が生成される場合、ブロック4112において2つの補正曲線が生成され得る。また、ストローク関連の測定値の配信およびストローク関連の測定値の充填のために補正曲線が生成され得る。サイクラが使用するポンプ圧力ペアごとに補正曲線を生成できる。さらに、個々の制御室ごとに任意の補正曲線を生成することができる。補正曲線は、サイクラ14によって取られた関連する測定された制御室容積、および容積測定較正カセットのポンプ室領域が表す既知の容積に基づいて生成され得る。いくつかの実施形態では、補正が特定の大きさよりも大きい場合、サイクラ14は、さらなる検査のためにフラグを立てることができる。制御室の複数の読み取り値が特定の条件のセットについて各容積較正カセットから取得される場合、これらの読み取り値は一緒に平均化されるか、そうでなければ単一の値に到達するために分析される。これらの単一の値を使用して、補正曲線を生成できる。最適な多項式などの直線または曲線は、データセットに含まれる値を介して近似できる(たとえば、最小二乗回帰などの線形または非線形回帰分析で決定される)。他の実施形態では、条件の特定のセットごとに収集されたすべての測定値は、線または曲線に適合し得る(例えば、最小二乗回帰などの線形または非線形回帰分析で決定される)。いくつかの実施形態では、線または曲線は、様々な制約を受ける可能性がある。たとえば、特定の領域での直線または曲線の許容微分値に対する一連の制限が適用される場合がある。例えば、容積測定標準カセットから収集されたデータポイントのすぐ外側の線または曲線の領域は、そのような制約を受ける可能性がある。微分値は、事前定義された範囲内にある必要がある場合がある。そのような制約は、例えば、容積較正カセットがモデル化された使い捨てカセット24の予想されるポンプ室181の容積を1~5ml超えるラインの領域に適用され得る。線または曲線のゼロ交差は、そのような制約を受ける可能性がある。 At block 4108, if additional volumetric calibration cassettes are not present, one or more correction curves may be generated at block 4112. This correction curve may serve as a cycler-specific calibration equation that corrects for volumetric errors that may be specific to that cycler. Because a standardized set of volumetric calibration cassettes is used, this cycler-specific correction curve may correct for volumetric errors caused by the cycler itself. Contributions from disposable cassette variations may not be introduced. If correction curves are generated for positive and negative FMS, two correction curves may be generated at block 4112. Also, correction curves may be generated for stroke-related measurement delivery and stroke-related measurement filling. A correction curve can be generated for each pump pressure pair used by the cycler. Furthermore, arbitrary correction curves can be generated for each individual control room. A correction curve may be generated based on the associated measured control chamber volume taken by the cycler 14 and the known volume represented by the pump chamber region of the volumetric calibration cassette. In some embodiments, if the correction is greater than a certain magnitude, cycler 14 may flag it for further inspection. If multiple control room readings are taken from each volumetric calibration cassette for a particular set of conditions, these readings are averaged together or otherwise in order to arrive at a single value. be analyzed. These single values can be used to generate a correction curve. A straight line or curve, such as a best-fit polynomial, can be approximated via the values contained in the data set (e.g., determined by linear or non-linear regression analysis, such as least squares regression). In other embodiments, all measurements collected for a particular set of conditions may be fit to a line or curve (e.g., determined by linear or nonlinear regression analysis, such as least squares regression). In some embodiments, the line or curve may be subject to various constraints. For example, a set of restrictions may apply to the allowable derivatives of a line or curve in a particular region. For example, the area of the line or curve just outside the data points collected from the volumetric standard cassette may be subject to such constraints. The differential value may need to be within a predefined range. Such a constraint may be applied, for example, to a region of the line where the volume calibration cassette exceeds the expected pump chamber 181 volume of the modeled disposable cassette 24 by 1-5 ml. Zero crossings of lines or curves may be subject to such constraints.

各特定の条件のセットで測定の各セットから単一の値を生成する前、または線または曲線を生成する前に、収集された測定値を分析して、いくつかの事前定義された基準への適合を決定することができる。たとえば、読み取り値をチェックして、正規分布などの期待される分布があることを確認し、不適合が検出された場合にエラーが生成される場合がある。いくつかの例では、標準偏差または他の変動性測定値が、測定値の各セットについて計算され、許容閾値と比較され得る。閾値を突破すると、エラーがトリガされる場合がある。あるいは、収集されたデータが好ましくないと判断された場合、サイクラ14は、データが再収集され得るように、容積測定標準または較正カセットを再インストールするようにユーザに促すことができる。エラーがトリガされるまでに許可される再収集の試行回数に上限がある場合がある。補正曲線は、それが生成されたとしても、方程式または潜在的にルックアップテーブルとして、ブロック4114においてサイクラ14のメモリに格納され得る。 Before generating a single value from each set of measurements in each specific set of conditions, or before generating a line or curve, the collected measurements are analyzed to some predefined criteria. It is possible to determine the suitability of For example, readings may be checked to ensure that they have an expected distribution, such as a normal distribution, and an error may be generated if a mismatch is detected. In some examples, a standard deviation or other variability measure may be calculated for each set of measurements and compared to an acceptance threshold. If a threshold is exceeded, an error may be triggered. Alternatively, if the collected data is determined to be unfavorable, cycler 14 may prompt the user to reinstall the volumetric standard or calibration cassette so that the data can be recollected. There may be an upper limit on the number of recollection attempts allowed before an error is triggered. Once generated, the correction curve may be stored in memory of cycler 14 at block 4114 as an equation or potentially a look-up table.

図75を参照すると、サイクラ14の制御室の例示的な較正曲線を示すグラフ4120が示されている。示されるように、いくつかの点4122A~Eがグラフ4120上にプロットされている。各点4122A~Eは、特定の容積較正カセットについてサイクラによって測定されたように、生の制御室容積に対する特定の容積較正カセットによってサイクラ制御室内で測定されるべきであった既知の空気容積を示すためにプロットされる。示されているように、5つの異なる例示的な容積較正カセットからの例示的なデータが含まれている。実施形態に応じて、より多くのまたはより少ない数の容積測定較正カセットを使用することができ、グラフ上のデータポイントの数はこれを反映するであろう。各点4122A~Eによって表される生の値は、特定の容積較正カセットごとに行われるであろう測定の数の平均を表す。使い捨てカセット24が使用されている場合、サイクラ14の制御システムの構成要素(例えば、プロセッサまたはFPGA)は、生の測定データをこの方程式に入力して、制御室容積のより厳密な決定に到達することができる。これは、サイクラ14が使い捨てカセット24を介して流体を圧送するので、制御システム16による流体移動会計の精度を高めることができる。 Referring to FIG. 75, a graph 4120 illustrating an exemplary calibration curve for a control room of cycler 14 is shown. As shown, several points 4122A-E are plotted on graph 4120. Each point 4122A-E represents the known air volume that should have been measured in the cycler control chamber by the particular volume calibration cassette relative to the raw control room volume, as measured by the cycler for the particular volume calibration cassette. plotted for. As shown, exemplary data from five different exemplary volumetric calibration cassettes are included. Depending on the embodiment, more or fewer volumetric calibration cassettes may be used and the number of data points on the graph will reflect this. The raw value represented by each point 4122A-E represents the average number of measurements that would be made for each particular volumetric calibration cassette. If a disposable cassette 24 is used, a component of the control system of the cycler 14 (e.g., a processor or FPGA) inputs the raw measurement data into this equation to arrive at a more accurate determination of the control chamber volume. be able to. This can increase the accuracy of fluid movement accounting by control system 16 as cycler 14 pumps fluid through disposable cassette 24.

図76に示されるように、いくつかの実施形態では、サイクラ14が較正されると、サイクラ14の較正曲線はさらに修正され得る。較正曲線は、例えば、容積測定較正カセットで事前較正されたサイクラ14で使用されるいくつかの使い捨てカセット24から収集されたデータに基づいて、改良された較正曲線に調整され得る。これは、シート15などの使い捨てカセット24の態様が、サイクラ14によって実行される容積移動測定の精度をさらに高めるのに役立つ可能性がある最終的な改良された較正曲線で説明されることを可能にし得る。この改良は、特定の実施形態では一度行われ得る。あるいは、較正曲線の改良はロット固有であり、新しい使い捨てカセット24がサイクラ14に取り付けられたときに各治療を更新することができる。したがって、いずれの場合でも、サイクラ14によって使用される最終的な較正曲線は、サイクラ14固有の補正および使い捨てカセット24関連の補正から構成され得る。 As shown in FIG. 76, in some embodiments, once the cycler 14 is calibrated, the calibration curve of the cycler 14 may be further modified. The calibration curve may be adjusted to an improved calibration curve, for example, based on data collected from several disposable cassettes 24 used in the cycler 14 that were precalibrated with volumetric calibration cassettes. This allows aspects of the disposable cassette 24, such as the sheet 15, to be accounted for in the final improved calibration curve, which may help to further increase the accuracy of the volume transfer measurements performed by the cycler 14. It can be done. This refinement may be done once in certain embodiments. Alternatively, calibration curve refinement may be lot-specific and updated for each treatment when a new disposable cassette 24 is installed in the cycler 14. Therefore, in any case, the final calibration curve used by cycler 14 may be comprised of cycler 14-specific corrections and disposable cassette 24-related corrections.

図76は、サイクラ14によって使用され得るいくつかの較正曲線4192、4194、4124を示す例示的なグラフ4190を示している。具体的には、サイクラ14固有の曲線4124、使い捨て補正曲線4194、および最終補正曲線4192がプロットされている。最終的な補正曲線4192は、特定の実施形態では、以下の式を介して決定することができる。
VFinal = Vcyclercorrected(Vm) + Vdisposablecorrected(Vm)
ここで、Vcyclercorrectedは、特定のサイクラの14のエラーの寄与を補正した未加工の測定された制御室の容量(Vm)であり、Vcyclercorrectedは、使い捨て関連のエラーの寄与を補正した未加工の測定された制御室の容量である。結果として、VFinalは、サイクラ14および使い捨てポンプカセット24に関連する容積測定誤差を補正する改良された較正曲線である。実施形態に応じて、Vcyclercorrectedは、AVm 3+BVm 2+CVm+Dなどの方程式であり得る。ここで、Vmはサイクラの生の制御室測定値であり、A、B、C、およびDは、較正データに基づいて最適なフィットを生成するために決定された係数である。再び実施形態に応じて、Vdisposablecorrectedは、EVm 3+FVm 2+GVm+Hなどの方程式であり得る。ここで、Vmはサイクラの生の制御室測定値であり、E、F、G、およびHは、較正データに基づいて最も適合したものを生成するために決定された係数である。VcyclercorrectedとVdisposablecorrectedの両方が上記の3次方程式として示されているが、他の実施形態では、これらは高次または低次の多項式であり得る。いくつかの実施形態では、選択される多項式は、例えば、5次の最適な多項式までの線形方程式の選択から最高のR値を生成するものであり得る。
FIG. 76 shows an example graph 4190 showing several calibration curves 4192, 4194, 4124 that may be used by cycler 14. Specifically, a cycler 14 specific curve 4124, a disposable correction curve 4194, and a final correction curve 4192 are plotted. The final correction curve 4192 can be determined via the following equation in certain embodiments.
V Final = V cyclercorrected (V m ) + V disposable corrected (V m )
where V cyclercorrected is the raw measured control room capacity (V m ) corrected for the 14 error contribution of a particular cycler, and V cyclercorrected is the raw measured control room capacity (V m ) corrected for the single-use-related error contribution. The measured control room capacity of the process. As a result, V Final is an improved calibration curve that corrects for volumetric errors associated with cycler 14 and disposable pump cassette 24. Depending on the embodiment, V cyclercorrected can be an equation such as AV m 3 +BV m 2 +CV m +D. where V m is the cycler's raw control room measurements and A, B, C, and D are the coefficients determined to produce the best fit based on the calibration data. Again depending on the embodiment, V disposable corrected can be an equation such as EV m 3 +FV m 2 +GV m +H. where V m is the cycler's raw control room measurements and E, F, G, and H are the coefficients determined to produce the best fit based on the calibration data. Although both V cyclercorrected and V disposablecorrected are shown as cubic equations above, in other embodiments they may be higher or lower order polynomials. In some embodiments, the selected polynomial may be the one that produces the highest R 2 value from a selection of linear equations, eg, up to an optimal polynomial of order 5.

他の実施形態では、最終的な補正曲線は異なって決定され得る。いくつかの実施形態では、VFinalは複合関数に等しくてもよい。第1の機能は、生の制御室容積測定(V)に適用され得る。次に、この結果に第2の関数を適用して、VFinalの決定に到達することができる。例えば、いくつかの実施形態では、以下のような方程式:
VFinal = Vdisposablecorrected(Vcyclercorrected(Vm))
を使用できる。
In other embodiments, the final correction curve may be determined differently. In some embodiments, V Final may be equal to a composite function. The first function may be applied to raw control room volume measurements (V m ). A second function can then be applied to this result to arrive at a determination of V Final . For example, in some embodiments, an equation such as:
V Final = V disposable corrected (V cyclercorrected (V m ))
can be used.

そのような実施形態では、生の測定された容積(Vm)は、上記と同様に、修正されたサイクラ容積測定値(Vcyclercorrected)をもたらす関数に供給され得る。次に、Vcyclercorrectedは、使い捨て関連のエラーの寄与を修正する関数にフィードして、最終ボリューム(VFinal)に等しいVdisposablecorrectedを提供する。 Vdisposablecorrectedは、EVcyclercorrected 3+FVcyclercorrected 2+GVcyclercorrected+Hなどの方程式であり得る。ここで、E、F、G、およびHは、最適なものを生成するために決定された係数である。上記のように、三次方程式の使用は例示的であり、高次または低次の多項式を他の実施形態で使用することができる。 In such embodiments, the raw measured volume (V m ) may be fed to a function that yields a corrected cycler volume measurement (V cyclercorrected ), similar to that described above. V cyclercorrected then feeds a function that corrects the contribution of disposable-related errors to provide V disposablecorrected equal to the final volume (V Final ). V disposablecorrected can be an equation such as EV cyclercorrected 3 +FV cyclercorrected 2 +GV cyclercorrected +H. Here, E, F, G, and H are the coefficients determined to produce the optimum. As mentioned above, the use of cubic equations is exemplary and higher or lower order polynomials may be used in other embodiments.

図77を参照すると、サイクラ14の較正曲線を改良するために使用され得るいくつかの例示的なアクションを示すフローチャート4170が示されている。ブロック4172では、容量測定標準セットで事前に較正されたいくつかのサイクラ14を選択することができる。選択されたサイクラ14は、それらが特定の事前定義された基準に適合するように選択され得る。例えば、使い捨てカセット24は、事前に較正されたサイクラ14に設置され得、そしてデータが収集され得る。このデータは、ある程度の事前定義された測定精度で動作しているサイクラ14のグループを識別するためにスクリーニングされ得る。事前定義された分散基準(許容標準偏差など)は、すべてのサイクラ14が類似しており、典型的なサイクラ14ユニットを代表するように、任意の特定のテスト条件のセットについてサイクラ14の測定値に課され得る。 Referring to FIG. 77, a flowchart 4170 is shown illustrating some example actions that may be used to improve the calibration curve of cycler 14. At block 4172, a number of cyclers 14 that have been previously calibrated with a set of capacitance measurement standards may be selected. The selected cyclers 14 may be selected such that they meet certain predefined criteria. For example, disposable cassette 24 may be placed in a pre-calibrated cycler 14 and data may be collected. This data may be screened to identify groups of cyclers 14 that are operating with some predefined measurement accuracy. Predefined dispersion criteria (such as acceptable standard deviations) ensure that the measurements of a cycler 14 for any particular set of test conditions are such that all cyclers 14 are similar and representative of a typical cycler 14 unit. may be imposed.

ブロック4174において、いくつかの使い捨てポンプカセット24は、サイクラ14を使用して試験され得、試験からのデータは、ブロック4176において収集され得る。試験された使い捨てポンプカセット24は、複数の異なる製造ロット(例えば、10以上)から選択され得る。さらに、多数(例えば、数十)の使い捨てポンプカセット24を各ロットから選択することができる。これらの使い捨てポンプカセット24は、リザーバからの様々な量の流体のポンピングを命令し、これらのボリュームの移送中に収集されたサイクラ14からの測定値を、リザーバを監視するスケールによって決定される結果として生じる重量デルタと比較することによって試験され得る。 At block 4174, several disposable pump cassettes 24 may be tested using the cycler 14, and data from the testing may be collected at block 4176. The tested disposable pump cassettes 24 may be selected from a plurality of different manufacturing lots (eg, ten or more). Additionally, a large number (eg, tens) of disposable pump cassettes 24 may be selected from each lot. These disposable pump cassettes 24 command the pumping of various volumes of fluid from the reservoirs and measure measurements from the cycler 14 collected during the transfer of these volumes with the results determined by the scales monitoring the reservoirs. can be tested by comparing the resulting weight delta.

ブロック4178において、データは結合され得る。これは、さまざまな方法で実行できる。たとえば、すべての生データポイントを組み合わせることができる。これらのデータポイントは、サイクラ14によって測定された移送容積と、リザーバから変位された測定された容積(例えば、密度を使用してスケール上の重量デルタから変換された)を含む対であり得る。あるいは、特定の使い捨てポンプカセット24について収集されたデータを分析することができ、各使い捨てポンプカセット24についての分析の出力を組み合わせることができる。例えば、各使い捨てポンプカセット24の補正曲線は、その使い捨てポンプカセット24を使用して収集された生データから生成され得、これらの補正曲線のそれぞれが組み合わされ得る。 At block 4178, the data may be combined. This can be done in various ways. For example, all raw data points can be combined. These data points can be pairs that include the volume transferred by the cycler 14 and the measured volume displaced from the reservoir (e.g., converted from the weight delta on the scale using density). Alternatively, data collected for a particular disposable pump cassette 24 can be analyzed and the output of the analysis for each disposable pump cassette 24 can be combined. For example, a correction curve for each disposable pump cassette 24 may be generated from raw data collected using that disposable pump cassette 24, and each of these correction curves may be combined.

ブロック4180において、補正曲線は、組み合わされたデータを使用して生成され得る。この補正曲線は、ブロック4182の各サイクラ14の容積測定標準カセットを使用して生成された較正曲線を改良するために使用できる。したがって、特定のサイクラ14に固有のエラーおよび使い捨てポンプカセット24に共通の側面に起因するエラーを考慮した改良された較正曲線を作成することができる。 At block 4180, a correction curve may be generated using the combined data. This correction curve can be used to improve the calibration curve generated using the volumetric standard cassettes of each cycler 14 in block 4182. Accordingly, an improved calibration curve can be created that takes into account errors specific to a particular cycler 14 and errors due to aspects common to disposable pump cassettes 24.

本明細書の他の場所で言及されているように、サイクラ14は、いくつかの異なる較正曲線を使用して動作することができる。例えば、サイクラ14は、送達ストロークを実行するときに、一組の送達較正曲線のうちの1つを使用することができる。使用される特定の送達曲線は、その送達ストロークに使用されるポンプ圧に基づいて決定することができる。同じことが充填ストロークにも当てはまりる。これらの較正曲線のそれぞれは、上記の方法で使い捨てポンプカセット24から収集されたデータに基づいて修正されて、改良された較正曲線を作成することができる。 As mentioned elsewhere herein, cycler 14 can operate using a number of different calibration curves. For example, cycler 14 may use one of a set of delivery calibration curves when performing a delivery stroke. The particular delivery curve used can be determined based on the pump pressure used for that delivery stroke. The same applies to the filling stroke. Each of these calibration curves can be modified based on data collected from disposable pump cassette 24 in the manner described above to create an improved calibration curve.

図78を参照すると、差し迫った治療で使用されようとしている使い捨てカセット24に関連する情報に基づいて特定のサイクラ14の較正曲線を改良するために使用できるいくつかの例示的なアクションを示すフローチャート4150が示されている。示されるように、較正データは、ブロック4152において使い捨てポンプカセット24の特定の製造ロットについて収集され得る。これは、図77に関連して上記で説明されたのと同様に行われ得る。ブロック4154において、このデータは、データベースに格納され、その製造ロットの一意の識別子に関連付けられ得る。ブロック4156において、サイクラは、差し迫った治療で使用されようとしているカセットの製造ロットの一意の識別子を決定することができる。いくつかの実施形態では、サイクラ14は、使い捨てカセット24、セット12のオーバーパック、またはセット12の他の部分に含まれるロット識別子を入力するようにユーザにプロンプトを生成することができる。この情報は、サイクラ14のユーザインターフェースまたはタッチスクリーンディスプレイに入力することができる。いくつかの実施形態では、識別子(例えば、バーコード、データマトリックス、QRコード、RFIDなどのコード化された識別子)は、カセット24、オーバーパック、またはセット12の一部に含まれ得る。サイクラ14は、サイクラ14の一部として含まれるか、またはUSBポート、RS―232ポートなどの接続ポートを介して補助デバイスとしてサイクラ14に取り付けられた走査装置を用いてこの識別子を走査するようにユーザに促すことができる。サイクラ14が自動IDアセンブリを含む実施形態では、そのアセンブリのイメージャを使用して、識別子からデータを収集することができる。次に、ロット識別子に関連付けられた絞り込みデータは、ブロック4158のサイクラ14によってデータベースから収集され得る。特定の例では、サイクラ14は、無線または有線ネットワークまたはインターネット接続を介してサーバーからこのデータを収集し得る。ブロック4160において、サイクラは、使い捨てカセット24ロットに関連する改良データを使用して、改良された較正曲線を生成することができる。これは、本明細書の他の場所で説明されているように行うことができる。ブロック4162において、使い捨てカセット24は、サイクラ14に設置され得、そして処置は、改良された較正曲線を使用して開始され得る。 Referring to FIG. 78, a flowchart 4150 depicting several example actions that can be used to refine the calibration curve of a particular cycler 14 based on information related to the disposable cassette 24 that is about to be used in the impending treatment. It is shown. As shown, calibration data may be collected for a particular manufacturing lot of disposable pump cassettes 24 at block 4152. This may be done similarly as described above in connection with FIG. 77. At block 4154, this data may be stored in a database and associated with the manufacturing lot's unique identifier. At block 4156, the cycler may determine the unique identifier of the manufacturing lot of the cassette that is to be used in the impending treatment. In some embodiments, cycler 14 may prompt the user to enter a lot identifier contained in disposable cassette 24, an overpack of set 12, or other portions of set 12. This information may be entered into the cycler 14's user interface or touch screen display. In some embodiments, an identifier (eg, a coded identifier such as a barcode, data matrix, QR code, RFID, etc.) may be included in the cassette 24, overpack, or part of the set 12. The cycler 14 is configured to scan for this identifier using a scanning device included as part of the cycler 14 or attached to the cycler 14 as an auxiliary device via a connection port such as a USB port, an RS-232 port, etc. You can prompt the user. In embodiments where cycler 14 includes an automatic ID assembly, the assembly's imager can be used to collect data from the identifier. Refinement data associated with the lot identifier may then be collected from the database by cycler 14 at block 4158. In certain examples, cycler 14 may collect this data from a server via a wireless or wired network or Internet connection. At block 4160, the cycler may generate an improved calibration curve using the improved data associated with the 24 lots of disposable cassettes. This can be done as described elsewhere herein. At block 4162, disposable cassette 24 may be installed in cycler 14 and treatment may be initiated using the improved calibration curve.

図79を参照すると、製造24中に使い捨てカセットの製造ロットを試験するために使用され得るいくつかの例示的なアクションを示すフローチャート4130が示されている。示されるように、ブロック4132において、サイクラ14は、本明細書の他の場所に記載されるように、いくつかの容積測定標準カセットを用いて較正され得る。任意選択で、サイクラ14の較正曲線への改良もまた、本明細書の他の場所で説明されるように適用され得る。使い捨てポンプカセット24の製造ロットは、ブロック4134で製造され得る。生産ロットからの使い捨てポンプカセット24は、ブロック4136において較正されたサイクラに配置され得る。サイクラは、使い捨てセットを介して所定の測定量の流体のポンピングを命令し得る。そして、流体リザーバの重量は、ブロック4138で監視され得る。したがって、いくつかの測定ペアが収集され得る。ペアの一方のメンバーは、サイクラ14によって実行される特定の容積移動の容積測定値である場合があり、他方は、その容積移動から生じたリザーバの重量変化測定である場合がある。各測定ペア間の比較は、ブロック4140で行うことができる。重量データは、比較中に流体密度を使用して容積に変換することができる。この比較により、較正されたサイクラの14の測定された転送量と、各データペアからの実際の重量で決定された転送量との間に偏差値が生成される場合がある。サイクラに起因する誤差が較正されているので、偏差は使い捨てポンプカセット24に起因する変動に起因するはずである。ブロック4142において、サイクラ容積測定値と重量データの対が所定の許容範囲内で一致しない場合、ブロック4144で、さらなるテストまたは調査から生産ロットにフラグが立てられる場合がある。あるいは、ロットが拒否される場合もある。ブロック4142で、サイクラの容積測定値と重量データが一致する場合、ロットが検査に合格したという表示がブロック4146で生成される場合がある。いくつかの実施形態では、特定の数のペアがロットの前に許容範囲を超える必要がある場合がある。ブロック4144でフラグが立てられる。 Referring to FIG. 79, a flowchart 4130 is shown illustrating some example actions that may be used to test a manufacturing lot of disposable cassettes during manufacturing 24. As shown, at block 4132, cycler 14 may be calibrated using a number of volumetric standard cassettes, as described elsewhere herein. Optionally, improvements to the cycler 14 calibration curve may also be applied as described elsewhere herein. A manufacturing lot of disposable pump cassettes 24 may be manufactured at block 4134. Disposable pump cassettes 24 from the production lot may be placed into the calibrated cycler at block 4136. The cycler may command the pumping of a predetermined measured amount of fluid through the disposable set. The weight of the fluid reservoir may then be monitored at block 4138. Therefore, several measurement pairs may be collected. One member of the pair may be a volume measurement of a particular volume movement performed by the cycler 14, and the other may be a measurement of the weight change in the reservoir resulting from that volume movement. A comparison between each measurement pair may be performed at block 4140. Weight data can be converted to volume using fluid density during comparison. This comparison may produce a deviation value between the calibrated cycler's 14 measured transfer rate and the actual weight-determined transfer rate from each data pair. Since the errors due to the cycler have been calibrated, the deviation should be due to variations due to the disposable pump cassette 24. If the cycler volume measurement and weight data pair does not match within a predetermined tolerance at block 4142, the production lot may be flagged from further testing or investigation at block 4144. Alternatively, the lot may be rejected. If the cycler volume measurements and weight data match at block 4142, an indication that the lot passes inspection may be generated at block 4146. In some embodiments, a certain number of pairs may need to be exceeded before the lot. A flag is set at block 4144.

いくつかの実施形態では、製造ロットからの複数の使い捨てポンプカセット24を試験することができる。使い捨てポンプカセット24のそれぞれからの偏差データは、今説明したように、事前定義された許容閾値と一致するかどうかチェックされ得る。さらに、データをチェックして、使い捨てポンプカセット24間で予想される分布または分散レベルがあることを確認することができ、データがない場合は、ロットにフラグを立てることができる。 In some embodiments, multiple disposable pump cassettes 24 from a manufacturing lot may be tested. The deviation data from each of the disposable pump cassettes 24 may be checked for agreement with predefined tolerance thresholds, as just described. Additionally, the data can be checked to ensure that there is an expected level of distribution or dispersion among the disposable pump cassettes 24, and if the data is missing, the lot can be flagged.

ヘッド高さの検出
状況によっては、カセット24またはシステム10の他の部分に対する患者の高さ方向の位置を決定することが有用な場合がある。例えば、状況によっては、透析患者は、流体の流れによる「引っ張り」または他の動きを感知することができる。充填または排出操作中に患者の腹腔に出入りする。この感覚を低減するために、サイクラ14は、充填および/または排出操作中に患者ライン34(例えば、図1Aを参照)に加えられる圧力を低減することができる。しかしながら、患者ライン34の圧力を適切に設定するために、サイクラ14は、サイクラ14、ヒータバッグ22(例えば、図1Aを参照)、ドレーン、またはシステムの他の部分に対する患者の高さを決定することができる。例えば、充填操作を実行するとき、患者の腹腔がヒータバッグ22またはカセット24の5フィート上に位置する場合、サイクラ14は、患者の場合よりも透析液を送達するために患者ライン34においてより高い圧力を使用する必要があるかもしれない。腹腔は、サイクラ14の5フィート下に位置している。圧力は、例えば、所望の目標ポンプ室圧力を達成するために、可変時間間隔でバイナリ空気源弁を交互に開閉することによって調整することができる。平均的な所望の目標圧力は、例えば、ポンプ室圧力が指定された量だけ目標圧力を下回っているときに弁を開いたままにし、ポンプ室圧力が指定された量の目標圧力を上回っているときに弁を閉じたままにする時間間隔を調整することによって維持することができる。。完全な一回拍出量の供給を維持するための調整は、ポンプ室の充填および/または供給時間を調整することによって行うことができる。可変オリフィスソース弁を使用する場合、弁の開閉間隔のタイミングに加えて、ソース弁のオリフィスを変更することにより、目標ポンプ室圧力に到達できる。患者の位置を調整するために、サイクラ14は、流体のポンピングを一時的に停止し、患者ライン34を、カセット24内の1つまたは複数のポンプ室181(例えば、図3を参照)と(例えば、カセット内の適切な弁ポート24を開くことによって)開いた流体連絡状態のままにすることができる。しかしながら、ポンプ室181の上部弁ポート192(例えば、図6を参照)などの他の流体ラインを閉じることができる。この状態で、ポンプの1つの制御室内の圧力を測定できる。当技術分野でよく知られているように、この圧力は、患者の「ヘッド」の高さと相関し、サイクラ14が患者への流体の送達圧力を制御するために使用することができる。同様のアプローチを使用して、ヒータバッグ22(一般に知られている)および/または溶液容器20の「ヘッド」高さを決定することができる。これらの構成要素のヘッド高さは、適切な方法で流体を送り込むために必要な圧力に影響を及ぼし得るからである。ヘッド高さの検出および圧力調整方法の例は、2000年7月10日に出願されたGrayらの米国特許第6,503,062号「流体ポンプ圧力を調節するための方法」に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Head Height Sensing In some situations, it may be useful to determine the height position of the patient relative to the cassette 24 or other portions of the system 10. For example, in some situations, a dialysis patient may sense a "pull" or other movement due to fluid flow. Entering or exiting the patient's abdominal cavity during filling or emptying operations. To reduce this sensation, cycler 14 can reduce the pressure applied to patient line 34 (see, eg, FIG. 1A) during fill and/or drain operations. However, in order to properly set the pressure in the patient line 34, the cycler 14 determines the height of the patient relative to the cycler 14, the heater bag 22 (see, e.g., FIG. 1A), the drain, or other parts of the system. be able to. For example, when performing a filling operation, if the patient's peritoneal cavity is located 5 feet above the heater bag 22 or cassette 24, the cycler 14 will be placed higher in the patient line 34 to deliver dialysate than in the patient. You may need to use pressure. The abdominal cavity is located 5 feet below the cycler 14. The pressure can be regulated, for example, by alternately opening and closing a binary air source valve at variable time intervals to achieve a desired target pump chamber pressure. The average desired target pressure may be, for example, keeping a valve open when the pump chamber pressure is below the target pressure by a specified amount, and keeping the valve open when the pump chamber pressure is above the target pressure by a specified amount. It can be maintained by adjusting the time interval when the valve remains closed. . Adjustments to maintain full stroke volume delivery can be made by adjusting pump chamber filling and/or delivery time. When using a variable orifice source valve, the target pump chamber pressure can be reached by changing the orifice of the source valve in addition to the timing of the opening and closing intervals of the valve. To adjust the patient position, cycler 14 temporarily stops pumping fluid and routes patient line 34 to one or more pump chambers 181 (see, e.g., FIG. 3) within cassette 24 ( It can be left in open fluid communication (eg, by opening the appropriate valve port 24 in the cassette). However, other fluid lines can be closed, such as the upper valve port 192 of the pump chamber 181 (see, eg, FIG. 6). In this state, the pressure in the control chamber of one of the pumps can be measured. As is well known in the art, this pressure is correlated to the height of the patient's "head" and can be used by cycler 14 to control the pressure of fluid delivery to the patient. A similar approach can be used to determine the "head" height of heater bag 22 (as it is commonly known) and/or solution container 20. This is because the head height of these components can affect the pressure required to pump fluid in the proper manner. An example of a head height detection and pressure adjustment method is described in Gray et al., U.S. Pat. and is incorporated herein by reference in its entirety.

ヘッド高さ検出決定は、様々な用途で使用することができ、本明細書に記載のヘッド高さ検出は、任意のカセットベースのポンプシステムに一般化できるが、透析サイクラに関連して本明細書に記載する。そのような決定は、複数回、例えば、サイクラプライミングの直後、患者との間の流体移動の前、または変化した(例えば、減少した)流れ状態が検出されたときに行うことができる。ヘッド高さの検出は、ポンプカセットの別のチャンバを介した流体の移送と同時に実行することもできる。ヘッド高さ検出は、システム内の関心のある複数の場所に対して同時に実行できる。カセット内の流体バスのレイアウトは、これを容易にするように配置することができる。例えば、同時測定または測定および同時容積移動が望まれるシステム内の2つの関心のある場所は、異なる流体バスと通信することができる。関心のある場所には、これらの同時アクションを容易にするための専用の流体経路がある場合もある。事前に混合されたバッグからの透析液を使用する代わりに透析液を混合するサイクラで使用される場合、ヘッドの高さの検出が特に有用である可能性がある。たとえば、ヘッドの高さを検出すると、対象のコンポーネントが予想される場所にあることを確認できる。ポンプ室内の空気は、ソースヘッドの高さの違いによりさまざまな圧縮状態にある可能性があるため、これにより、ポンプ室内の空気の動作に関する一連の仮定を行うことができる。これにより、サイクラによって計算された容積変位がより堅牢な信頼性でキャプチャされるため、混合と一般的な容積伝達の精度が向上し得る。 Although head height detection determination can be used in a variety of applications, and the head height detection described herein can be generalized to any cassette-based pump system, the present specification in connection with a dialysis cycler is Write it down in the book. Such determinations can be made multiple times, for example, immediately after cycler priming, before fluid transfer to or from the patient, or when altered (eg, decreased) flow conditions are detected. Head height sensing can also be performed simultaneously with fluid transfer through another chamber of the pump cassette. Head height detection can be performed simultaneously for multiple locations of interest within the system. The layout of the fluid bath within the cassette can be arranged to facilitate this. For example, two locations of interest within a system where simultaneous measurements or measurements and simultaneous volume transfers are desired may communicate with different fluid baths. The location of interest may also have dedicated fluid pathways to facilitate these simultaneous actions. Head height detection may be particularly useful when used in cyclers that mix dialysate instead of using dialysate from pre-mixed bags. For example, detecting head height can confirm that the component of interest is in the expected location. This allows a series of assumptions to be made about the behavior of the air in the pump chamber, since the air in the pump chamber may be in different states of compression due to differences in source head height. This may improve the accuracy of mixing and general volumetric transfer, as the volumetric displacements calculated by the cycler are captured with more robust reliability.

連続流量およびストローク変位推定(例えば、図56~62を参照)を実行するように構成された実施形態では、シート/膜15のポンプ膜またはシート151(例えば、図4を参照)は、正確に配置され得る。最大の検出範囲にわたって、正と負の両方のヘッド高さを繰り返し測定できる。弛緩性であるか、またはストローク全体にわたって実質的に伸長することなく変位する、予め形成されたポンプシート151を有するカセット24の使用は、さらなる利益を提供し得る。ポンプシート151の目標位置は、ポンプシート151の変位極値の間の中間位置または状態であり得る(例えば、ポンプ室181A、Bが完全に充填され、完全に送達されたポンプシート151の位置)。これは、関心のある場所のヘッドの高さを確実に検出するための単一のヘッドの高さの決定プロセスを繰り返し可能にすることができる。 In embodiments configured to perform continuous flow rate and stroke displacement estimation (see, e.g., FIGS. 56-62), the pump membrane of seat/membrane 15 or seat 151 (see, e.g., FIG. 4) accurately may be placed. Both positive and negative head height can be measured repeatedly over the maximum detection range. The use of a cassette 24 with a pre-formed pump seat 151 that is loose or displaces without substantial extension throughout the stroke may provide additional benefits. The target position of the pump seat 151 may be an intermediate position or state between displacement extremes of the pump seat 151 (e.g., a position of the pump seat 151 where the pump chambers 181A, B are fully filled and fully delivered). . This may enable a repeatable single head height determination process to reliably detect head heights at locations of interest.

最大化された検出範囲は、その範囲が、関心のある場所(例えば、患者、ヒータバッグ22、ソースバッグ、他のソースコンポーネント)について予想されるヘッドの高さを最も包括的または完全に包括的であるように選択され得る。特定の例では、最大化された検出範囲は、ほぼ同じ絶対値(例えば、互いに数mm以内の絶対値)の最大の正および負のヘッド高さの検出を可能にする範囲であり得る。関心のある場所に応じて、ポンプ室シート151の位置、したがって検出範囲は、正または負のいずれかのヘッド高さのより広い範囲の検出を支持するように調整され得る。 Maximized detection range means that the range is most comprehensive or fully inclusive of the expected head height for the location of interest (e.g., patient, heater bag 22, source bag, other source components). may be selected to be. In a particular example, the maximized detection range may be a range that allows detection of maximum positive and negative head heights of approximately the same absolute value (eg, within a few mm of each other). Depending on the location of interest, the position of the pump chamber seat 151, and thus the detection range, can be adjusted to support detection of a wider range of either positive or negative head heights.

ここで、図80に示されるフローチャート6480を参照すると、ブロック6482において、サイクラ14のコントローラまたは制御システム16は、ポンプシート151(例えば、図4を参照)の目標位置を決定することができる。ポンプシート151の位置目標はまた、所定の位置であり得る。いくつかの実施形態では、標的位置は、関心のあるいくつかの場所のそれぞれについて事前に決定され得る。使用される目標位置は、ヘッドの高さが決定される場所に関連するものであり得る。 Referring now to flowchart 6480 shown in FIG. 80, at block 6482, controller or control system 16 of cycler 14 may determine a target position of pump seat 151 (see, eg, FIG. 4). The position target of pump seat 151 may also be a predetermined position. In some embodiments, target locations may be predetermined for each of several locations of interest. The target position used may be relative to where the height of the head is determined.

ブロック6484において、コントローラは、サイクラ14にポンピングストロークを開始するように命令することができる。ポンピングストロークは、その目標位置に対するポンプシート151の開始位置に応じて、充填ストロークまたは送達ストロークであり得る。ストローク変位、つまりポンプシート151の位置もまた、ブロック6484においてストローク中に監視することができる。この場合も、これは、図56-62に関連して説明したように達成することができる。ブロック6486において、コントローラがポンプシート151がその目標位置にあると決定する場合、ストロークは、ブロック6488においてコントローラによってその時点で停止され得る。任意選択で、制御室171B容積の圧力均等化を含む容積測定(ポンプシート151が目標位置にあることを確認するために、既知の圧力で既知の基準容積を用いてその圧力が既知である)を実行することができる。 At block 6484, the controller may command cycler 14 to begin a pumping stroke. The pumping stroke may be a filling stroke or a delivery stroke, depending on the starting position of the pump seat 151 relative to its target position. Stroke displacement, or position of pump seat 151, may also be monitored during the stroke at block 6484. Again, this can be accomplished as described in connection with Figures 56-62. If the controller determines at block 6486 that the pump seat 151 is at its target position, the stroke may be stopped at that time by the controller at block 6488. Optionally, volumetric measurements including pressure equalization of the control chamber 171B volume, whose pressure is known, using a known reference volume at a known pressure to ensure that the pump seat 151 is in the target position. can be executed.

ブロック6490において、ポンプ室181A、Bは、ポンプ室181A、Bへの/からの入口/出口カセット流体弁190、192(例えば、図6を参照)を閉じることによって隔離され得る。ポンプ室シート151に加えられる圧力は、ブロック6490においてベントすることもできる。制御室171A、Bは、周囲雰囲気などのベントリザーバにベントすることができる。制御室171A、Bが通気リザーバと等しくなると、制御室171A、Bは隔離され得る。制御室171A、Bの第1の圧力は、ブロック6492において測定することができる。 At block 6490, the pump chambers 181A,B may be isolated by closing the inlet/outlet cassette fluid valves 190, 192 (see, eg, FIG. 6) to/from the pump chambers 181A,B. The pressure applied to the pump chamber seat 151 may also be vented at block 6490. Control rooms 171A,B may be vented to a vent reservoir, such as the ambient atmosphere. Once the control chambers 171A,B are equal to the vent reservoir, the control chambers 171A,B may be isolated. A first pressure in the control chambers 171A,B may be measured at block 6492.

ブロック6494では、カセット24の様々な流体弁を開いて、ポンプ室181A、Bと対象の場所との間の流体通信を確立することができる。ブロック6496において、制御室171A、B内の制御流体とポンプ室181A、B内の流体との間の圧力均等化が起こり得る。いくつかの実施形態では、ブロック6494は、圧力の均等化が発生する所定の期間が経過することを可能にし得る。あるいは、制御室171A、B流体と連絡している少なくとも1つの圧力センサを監視することができる。後者の場合、センサデータが制御室171A、Bの圧力が比較的安定していることを示すと、ブロック6496は終了し得る。例えば、ブロック6496は、圧力が一定の量を超えてまたは一定期間範囲外に逸脱しなくなると終了し得る。 At block 6494, various fluid valves in the cassette 24 may be opened to establish fluid communication between the pump chambers 181A, B and the target location. At block 6496, pressure equalization between the control fluid in the control chambers 171A,B and the fluid in the pump chambers 181A,B may occur. In some embodiments, block 6494 may allow a predetermined period of time to pass during which pressure equalization occurs. Alternatively, at least one pressure sensor in communication with the control chamber 171A,B fluid can be monitored. In the latter case, block 6496 may end if the sensor data indicates that the pressure in control chambers 171A,B is relatively stable. For example, block 6496 may end when the pressure does not go out of range by more than a certain amount or for a certain period of time.

次に、関心のある位置のヘッド高さをブロック6504で決定することができる。ヘッド高さは、密度、重力による流体の加速度、およびブロック6496の端部の圧力をコンポーネントのヘッド高さに関連付けることによって決定することができる。興味を持っている。ヘッドの高さは、ブロック6496の終了時の圧力(密度*重力による加速度)に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、計算されたヘッド高さは、システム10が適切にセットアップされていることを確認するために、許容範囲に対してチェックされ得る。ブロック6506において、ヘッド高さが許容範囲内にある場合、ポンプ圧は、上記のように、ブロック6508においてヘッド高さを補償するように調整され得る。ブロック6506において、ヘッドの高さが許容範囲内にない場合、ブロック6510において、サイクラ14のGUIに表示するために、コントローラによってアラートが生成され得る。 Next, the head height at the location of interest may be determined at block 6504. The head height can be determined by relating the density, acceleration of the fluid due to gravity, and pressure at the end of block 6496 to the head height of the component. Are interested. The height of the head may be equal to the pressure (density * acceleration due to gravity) at the end of block 6496. In some embodiments, the calculated head height may be checked against tolerances to ensure that system 10 is properly set up. If the head height is within an acceptable range at block 6506, the pump pressure may be adjusted to compensate for the head height at block 6508, as described above. If the head height is not within an acceptable range at block 6506, an alert may be generated by the controller for display on the GUI of cycler 14 at block 6510.

ブロック6482に戻って参照すると、いくつかの実施形態では、複数のモデルを使用して、所望の最大化された検出範囲に基づいて標的位置を決定することができる。例えば、制御室171A、Bおよびポンプ室181A、B内の圧力が等しくなるのに必要な時間が閾値より上または下である場合、異なるモデルを使用することができる。以下の場合、第1のモデルを使用できる。上記の場合、第2のモデルを使用できる。いくつかの実施形態では、追加のモデルおよび閾値が含まれ得る。第1のモデルは等温モデルであり、第2のモデルは断熱モデルであり得る。モデルの選択は、治療の他の部分または治療前からの流量に基づいて決定することができる。あるいは、第1または第2のモデルのうちの1つを最初に使用することができる。圧力均等化時間によって保証される場合、コントローラはヘッド高さの決定を再実行できる。 Referring back to block 6482, in some embodiments, multiple models may be used to determine a target location based on a desired maximized detection range. For example, a different model may be used if the time required for the pressures in the control chambers 171A,B and pump chambers 181A,B to equalize is above or below a threshold. The first model can be used if: In the above case, the second model can be used. In some embodiments, additional models and thresholds may be included. The first model may be an isothermal model and the second model may be an adiabatic model. Model selection can be determined based on flow rates from other parts of the treatment or from before the treatment. Alternatively, one of the first or second models can be used first. If warranted by the pressure equalization time, the controller can rerun the head height determination.

第1のモデルは、次の方程式の例に基づいて動作する場合がある。
= (P(Vcon,i))/Vcon,f
ここで、Pは、ブロック6469における均等化後の制御室171A、Bの最終圧力であり、Pはブロック6492からの第1の圧力であり、Vcon,iはポンプシート151が目標位置にあるときの初期制室171A、Bの容積であり、Vcon,fは、最終制御室171A、Bの容積である。
The first model may operate based on the following example equation:
P f = (P i (V con, i ))/V con, f )
Here, P f is the final pressure in the control chambers 171A, B after equalization in block 6469, P i is the first pressure from block 6492, and V con,i is the final pressure when the pump seat 151 is at the target position. V con,f is the volume of the initial control chambers 171A, B when the V con,f is the volume of the final control chambers 171A, B.

第2のモデルは、次の方程式の例に基づいて動作する。
= (P(Vcon,i/Vcon,fγ
ここで、γは熱容量比(例:1.4)である。
The second model operates based on the following example equation:
P f = (P i (V con,i /V con,f ) γ
Here, γ is the heat capacity ratio (eg 1.4).

ポンプ室シート151が目標位置から極端な移動まで移動すると仮定することにより、これらのモデルを使用して、所望の最大化された検出範囲に基づいて目標位置を決定することができる。任意の目標ポンプシート151の位置(したがってVcon,i)について、ヘッドの高さの感度範囲を決定できる。Pは既知である可能性がある(たとえば、101kPaに設定されているか、周囲と通信するセンサによって測定される)。ポンプシート151が極端な移動に移行すると仮定することにより、Vcon,iの値も知ることができる。これから、極端な移動でポンプシート151を底打ちするために必要な圧力変化、したがって、ヘッド高さ感度を決定することができる。したがって、観察された等化時間に基づいて、異なるヘッド高さに対して最大の感度範囲を有するシートターゲット位置を選択することが可能である。 By assuming that the pump chamber seat 151 moves from the target position to an extreme displacement, these models can be used to determine the target position based on the desired maximized detection range. For any target pump seat 151 position (and thus V con,i ), a head height sensitivity range can be determined. P i may be known (eg, set to 101 kPa or measured by a sensor in communication with the surroundings). By assuming that the pump seat 151 goes into extreme movement, the value of V con,i can also be known. From this, the pressure change required to bottom out the pump seat 151 with extreme travel, and therefore the head height sensitivity, can be determined. Therefore, based on the observed equalization times, it is possible to select the sheet target position that has the maximum sensitivity range for different head heights.

コントローラが、ヘッド高さが感度範囲の端の周りにあると決定する場合、オプションで、第2のヘッド高さ検出決定を行うことができる。ヘッドの高さが感度範囲の端にある場合、ポンプシート151が極端な移動またはその近くに変位したと推測することができる。第2のヘッド高さ検出決定において、使用されるポンプシート151位置ターゲットは、反対の極端な移動であり得る。これにより、第1のヘッドの高さの決定で検出されたタイプ(正または負など)のヘッドの高さの可視性が向上するが、大きさは大きくなる。 If the controller determines that the head height is around the edge of the sensitivity range, a second head height detection determination may optionally be made. If the head height is at the end of the sensitivity range, it can be inferred that the pump seat 151 has been displaced at or near extreme movement. In the second head height detection determination, the pump seat 151 position target used may be at the opposite extreme of movement. This improves the visibility of the type of head height (such as positive or negative) detected in the first head height determination, but increases the magnitude.

図81は、ヘッド高さ決定の別の実施形態においてヘッド高さ圧力を計算するために実行され得るいくつかの例示的なアクションを示している。図81に示されるように、ブロック8000において、カセットはプライミングされ得る。ブロック8002において、ポンプ室は、対象の構成要素のヘッド高さによって加えられる圧力に応答してチャンバのシートが変位することができる初期状態に置くことができる。特定の実施形態では、シートは、正圧または負圧のいずれかに応答して変位し得る状態に置かれ得る。したがって、ポンプ室が、ポンプ室に対して正または負のヘッド高さのいずれかで対象のシステム構成要素と流体連絡するように配置される場合、チャンバと対象の構成要素との間の流体連絡の確立は、シートを変位させる可能性がある。この状態は、中間または中間のストローク状態または位置と呼ばれることがある。この中間位置は、上記のように制御システムによって決定され得るか、または事前設定され得る。 FIG. 81 illustrates some example actions that may be performed to calculate head height pressure in another embodiment of head height determination. As shown in FIG. 81, at block 8000, the cassette may be primed. At block 8002, the pump chamber may be placed in an initial state where the seat of the chamber can be displaced in response to pressure exerted by the head height of the component of interest. In certain embodiments, the sheet may be placed in a position where it can be displaced in response to either positive or negative pressure. Therefore, if the pump chamber is placed in fluid communication with a system component of interest at either a positive or negative head height with respect to the pump chamber, fluid communication between the chamber and the component of interest. The establishment of this could displace the sheet. This state is sometimes referred to as an intermediate or intermediate stroke state or position. This intermediate position may be determined by the control system as described above, or may be preset.

対象の構成要素のヘッド高さがポンプ室に正圧を及ぼすことが予想される状況では、ポンプ室は、ブロック8002において第1のバイアス状態に置かれ得る。第1のバイアス状態は、正のヘッド高さの検出に向けた検出範囲にバイアスをかける状態であり得る。例えば、ポンプ室は完全に送達された状態のままにしておくことができる。同様に、対象の構成要素のヘッド高さがポンプ室に対して負であると予想される場合、ポンプ室は、ブロック8002において第2のバイアス状態に置かれ得る。第2のバイアス状態は、負のヘッド高さの検出に向けた検出範囲にバイアスをかける状態であり得る。 In situations where the head height of the component of interest is expected to exert a positive pressure on the pump chamber, the pump chamber may be placed in a first bias condition at block 8002. The first bias state may be a state that biases the detection range toward positive head height detection. For example, the pump chamber can remain fully delivered. Similarly, if the head height of the component of interest is expected to be negative relative to the pump chamber, the pump chamber may be placed in a second bias state at block 8002. The second bias state may be a state that biases the detection range toward negative head height detection.

ブロック8004において、ヘッド高さを測定するために使用されるポンプ室に関連する制御室は、通気され得る。ブロック8006において、サイクラの制御システムは、制御室内の圧力安定性が達成されるのを待つことができる。ブロック8008では、ポンプ室に関連する制御室を隔離することができる。ブロック8010において、サイクラの制御システムは、制御室内で圧力が安定するのを待つことができる。ブロック8012において、ポンプ室は、関心のあるシステム構成要素と流体連絡するように配置され得る。ブロック8014において、制御システムは、いくつかの圧力ピークを検出し、制御室の最終圧力を予測することができる(例えば、図83を参照して、以下により詳細に説明される)。ブロック8016において、制御システムは、最終圧力に基づいて適切なヘッド高さ圧力調整を計算することができる。この調整された圧力は、対象のコンポーネントへの、または対象のコンポーネントからのその後の流体移送に使用できる。 At block 8004, a control chamber associated with a pump chamber used to measure head height may be vented. At block 8006, the cycler's control system may wait for pressure stability within the control chamber to be achieved. At block 8008, a control room associated with the pump room may be isolated. At block 8010, the cycler's control system may wait for the pressure to stabilize within the control chamber. At block 8012, the pump chamber may be placed in fluid communication with the system component of interest. At block 8014, the control system may detect a number of pressure peaks and predict a final pressure in the control chamber (eg, described in more detail below with reference to FIG. 83). At block 8016, the control system may calculate the appropriate head height pressure adjustment based on the final pressure. This regulated pressure can be used for subsequent fluid transfer to or from the component of interest.

図82に示されるように、整合性チェックは、図81のブロック8006および8010で使用して、対象のコンポーネントのヘッド高さを測定するために使用されるポンプ室に関連する制御室内の圧力安定性を検出することができる。整合性チェックはまた、図80に関連して説明されたヘッド高さ決定において使用され得る。整合性チェック中に少なくとも1つの圧力整合性基準が満たされた場合、整合性チェックは合格したと見なされる場合がある。整合性チェック中、圧力サンプルは設定された時間間隔で採取される場合がある。いくつかの実施形態では、間隔は、約5~30ミリ秒(例えば、約10ミリ秒)に設定することができる。これらのサンプルは、事前定義されたパターンまたは特性の存在について数値的に処理および分析することができる。その事前定義されたパターンまたは特性が検出されると、安定性が達成されたことを示す信号が生成され、ヘッド高さ検出の決定が継続され得る。 As shown in FIG. 82, the consistency check is used in blocks 8006 and 8010 of FIG. can detect gender. Consistency checking may also be used in head height determination as described in connection with FIG. The integrity check may be considered passed if at least one pressure integrity criterion is met during the integrity check. During the integrity check, pressure samples may be taken at set time intervals. In some embodiments, the interval can be set to about 5-30 milliseconds (eg, about 10 milliseconds). These samples can be numerically processed and analyzed for the presence of predefined patterns or characteristics. Once that predefined pattern or characteristic is detected, a signal is generated indicating that stability has been achieved and head height detection determination can continue.

整合性をチェックするために、センサデータから生成された移動平均を使用することができる。例えば、2つの連続する移動平均圧力サンプル間の差(またはその絶対値)を計算することができる。最初の移動平均圧力サンプルとその後のいくつかの移動平均圧力サンプルの圧力差が一貫してゼロに近づくと、圧力安定性が達成されたことを示す信号が生成される場合がある。いくつかの実施形態では、ゼロからの偏差が0.03kPa未満の閾値を使用して、圧力差が十分にゼロに近いかどうかを決定することができる。移動平均ウィンドウで使用される圧力サンプルの数は、5つに設定できる。時間遅延期間内に圧力安定性が検出されない場合、圧力安定性が達成されていないと判断され、終了圧力が記録され、プロセスが繰り返される場合がある。いくつかの実施形態では、圧力安定性の欠如は、制御システムによって生成されるエラーをトリガするか、または再試行上限を超えた後にエラー生成をトリガする可能性がある。いくつかの実施形態では、制御システムは、サイクラのグラフィカルユーザインターフェース上にアラートを提示して、システムをチェックするか、または一定期間動き回るのを停止するようにユーザに求めることができる。 A moving average generated from sensor data can be used to check consistency. For example, the difference (or its absolute value) between two consecutive moving average pressure samples can be calculated. A signal indicating that pressure stability has been achieved may be generated when the pressure difference between the first moving average pressure sample and several subsequent moving average pressure samples consistently approaches zero. In some embodiments, a threshold of less than 0.03 kPa deviation from zero may be used to determine whether the pressure difference is sufficiently close to zero. The number of pressure samples used in the moving average window can be set to five. If pressure stability is not detected within the time delay period, it is determined that pressure stability has not been achieved, an end pressure is recorded, and the process may be repeated. In some embodiments, a lack of pressure stability may trigger an error generated by the control system or after a retry limit is exceeded. In some embodiments, the control system may present an alert on the cycler's graphical user interface asking the user to check the system or stop moving around for a certain period of time.

図82は、例示的な整合性チェックの例示である。ブロック8018において、カセットはプライミングされ得る。ブロック8020において、タイマーが開始し得る。タイマーは、圧力安定性が達成されるべきであると予想される時間を設定することができる。タイマーは、様々な実施形態において2~6秒(例えば、3秒)の間であり得る。ブロック8022において、タイマーが経過したと決定された場合、制御システムは、ブロック8024において事前定義されたエラー処理プロトコルを実行し得る。例えば、制御システムは、再試行カウンタを増分させながら(これは再試行キャップによって制限され得る)、エラー信号を生成するか、または増分中に整合性チェックの再試行を実行し得る。 FIG. 82 is an illustration of an example consistency check. At block 8018, the cassette may be primed. At block 8020, a timer may be started. A timer can be set for the expected time that pressure stability should be achieved. The timer can be between 2 and 6 seconds (eg, 3 seconds) in various embodiments. If it is determined at block 8022 that the timer has elapsed, the control system may execute a predefined error handling protocol at block 8024. For example, the control system may generate an error signal while incrementing a retry counter (which may be limited by a retry cap) or perform a consistency check retry while incrementing.

事前設定された制限時間が経過していない場合、制御システムは、ブロック8026で制御室を監視する1つまたは複数の圧力センサから圧力データを受信することができる。ブロック8028では、制御システムは、圧力データにデータ平滑化を適用することができる。いくつかの実施形態では、移動平均を使用してデータを平滑化することができる。移動平均は、3~10の値(たとえば、~5)の移動ウィンドウサイズを使用する場合があるが、このウィンドウサイズは、サンプリング頻度に関連して拡大または縮小する場合がある。過度のノイズを除去するのに十分な任意のウィンドウサイズを利用できる。 If the preset time limit has not elapsed, the control system may receive pressure data from one or more pressure sensors monitoring the control room at block 8026. At block 8028, the control system may apply data smoothing to the pressure data. In some embodiments, a moving average may be used to smooth the data. A moving average may use a moving window size of values from 3 to 10 (eg, ~5), but this window size may grow or shrink in relation to the sampling frequency. Any window size that is sufficient to filter out excessive noise can be used.

ブロック8030において、制御システムは、データが第1の整合性基準に適合するかどうかを決定することができる。データが第1の整合性基準に適合しない場合、制御システムはブロック8022に戻ることができる。第1の整合性基準は、圧力データが比較的安定していることを示す事前定義された基準であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、2つの連続する移動平均圧力サンプル間の比較を行うことができる。2つの連続する移動平均圧力サンプルは、現在のサンプルの移動平均と直前のサンプルの移動平均値である可能性がある。比較は、連続する圧力サンプルの移動平均値間の差に少なくとも部分的に基づくことができる。特定の例では、差または差の絶対値が比較において決定され得る。差が計算される場合、差(またはその絶対値)がほぼゼロ(例えば、0.025~0.02kPa未満)である場合、第1の整合性基準は、コントローラによって満たされていると見なされ得る。あるいは、基準は、ヘッドの高さの測定可能な範囲のパーセンテージとして定義することができる。 At block 8030, the control system may determine whether the data complies with a first integrity criterion. If the data does not meet the first consistency criterion, the control system may return to block 8022. The first consistency criterion may be a predefined criterion indicating that the pressure data is relatively stable. For example, in some embodiments a comparison can be made between two consecutive moving average pressure samples. The two consecutive moving average pressure samples may be the moving average of the current sample and the moving average of the previous sample. The comparison can be based at least in part on differences between moving average values of successive pressure samples. In certain examples, the difference or the absolute value of the difference may be determined in the comparison. If a difference is calculated, the first consistency criterion is considered to be satisfied by the controller if the difference (or its absolute value) is approximately zero (e.g., less than 0.025 to 0.02 kPa). obtain. Alternatively, the criterion can be defined as a percentage of the measurable range of head height.

データが第1の整合性基準に準拠している場合、コントローラは、後続のサンプリングで安定した状態を維持するために、制御室内の圧力を要求する場合がある。例えば、圧力差は、後続の移動平均圧力サンプルの数(例えば、3~10)について、一貫してゼロに近いままである必要がある場合がある。特定の実施形態では、制御システムは、5つの後続の移動平均圧力サンプルのそれぞれが収集された後に実行された比較が圧力が安定していることを示す場合、圧力安定性が達成されたと決定し得る。 If the data complies with the first integrity criterion, the controller may request the pressure within the control chamber to remain stable on subsequent samplings. For example, the pressure difference may need to remain consistently close to zero for a number of subsequent moving average pressure samples (eg, 3-10). In certain embodiments, the control system determines that pressure stability has been achieved if a comparison performed after each of the five subsequent moving average pressure samples is collected indicates that the pressure is stable. obtain.

図82に示されるように、制御システムは、ブロック8032においてカウンタを初期化することができる。カウンタは、圧力が安定しているとの決定がなされ得る前に必要とされる移動平均サンプル圧力の所望の数(例えば、5)に設定され得る。ブロック8034において、制御システムは、制御室を監視する1つまたは複数の圧力センサから圧力データを受信することができ、ブロック8036において、制御システムは、カウンタをインクリメントすることができる。ブロック8038において、制御システムは、データが第2の整合性基準に適合するかどうかを決定することができる。たとえば、新しいサンプルと前のサンプルの間で計算された比較値は、約0.00kPaから0.05kPaの範囲(たとえば、0.03kPa未満)である必要があり得る。データが第2の整合性基準に適合しない場合、制御システムはブロック8022に戻ることができる。データが第2の整合性基準に準拠する場合、制御システムは、カウンタがブロック8040で事前設定された制限以下であるかどうかを決定することができる。カウンタがプリセット制限以下である場合、制御システムはブロック8034に戻ることができる。カウンタがプリセット制限を超える場合、制御システムは、ブロック8042内の対象のコンポーネントのヘッド高さの決定に進むことができる。 As shown in FIG. 82, the control system may initialize a counter at block 8032. The counter may be set to a desired number of moving average sample pressures (eg, 5) required before a determination can be made that the pressure is stable. At block 8034, the control system may receive pressure data from one or more pressure sensors monitoring the control room, and at block 8036, the control system may increment a counter. At block 8038, the control system may determine whether the data complies with a second integrity criterion. For example, the comparison value calculated between the new sample and the previous sample may need to be in the range of approximately 0.00 kPa to 0.05 kPa (eg, less than 0.03 kPa). If the data does not meet the second integrity criterion, the control system may return to block 8022. If the data complies with the second integrity criterion, the control system may determine whether the counter is less than or equal to the preset limit at block 8040. If the counter is less than or equal to the preset limit, the control system may return to block 8034. If the counter exceeds the preset limit, the control system may proceed to determine the head height of the component of interest in block 8042.

図81のブロック8014に関連して述べたように、関心のあるコンポーネントのヘッド高さが決定されるとき、決定は、不完全なデータセットに対して行われ得る。システムがどのように動作するかを特徴付けることが可能であり、少なくとも部分的にその特徴付けに基づいて、最終的な安定した圧力が達成される前にカットオフされるデータセットから最終的な制御室圧力を予測できる1つ以上の方程式を生成することが可能であり得る。特定の実施形態では、この方法で行われるヘッドの高さの決定は、安定した圧力に到達するのに必要な時間の約20%~15%またはそれ以下を要し得る。治療のセットアップは、一般に、ユーザがベッドの準備をしているときに実行されるので、セットアップに必要な時間を最小化することは、現場で有利であると認められている。 As discussed in connection with block 8014 of FIG. 81, when the head height of a component of interest is determined, the determination may be made on an incomplete data set. It is possible to characterize how the system behaves, and based at least in part on that characterization, the final control from the data set is cut off before the final stable pressure is achieved. It may be possible to generate one or more equations that can predict chamber pressure. In certain embodiments, head height determination performed in this manner may take about 20% to 15% or less of the time required to reach a stable pressure. Since treatment setup is generally performed while the user is preparing for bed, minimizing the time required for setup is recognized as an advantage in the field.

これにより、迅速なヘッドの高さの決定が可能になり、ヘッドの高さが決定される治療前のチェックが高速化される。また、治療自体への影響を最小限に抑えながら、治療中にヘッドの高さを決定できる場合もある。セットアップまたは治療時間を大幅に増やすことなく、これにより、関心のあるコンポーネントリザーバのヘッド高さの決定をセルフチェックとして冗長に行うこと、またはより高い精度を提供する可能性のある複数の読み取り値の平均を生成することもできる。 This allows rapid head height determination and speeds up pre-treatment checks where head height is determined. It may also be possible to determine the height of the head during treatment, with minimal impact on the treatment itself. Without significantly increasing setup or treatment time, this allows the determination of the head height of the component reservoir of interest to be made redundantly as a self-check, or for multiple readings that may provide greater accuracy. It is also possible to generate an average.

不完全なデータセットを用いてヘッド高さを決定するために、制御システムは、例えば、事前定義された機能セットのいくつかの予想される機能について制御室を監視する少なくとも1つの圧力センサからのデータを分析し得る。これらの予想される特徴およびそれに関連する時間的特徴(例えば、それらが発生するときおよび/またはそれらの間の時間)は、十分な特徴が検出された後、最終的な安定した制御室圧力を推定するために使用され得る。この外挿された圧力により、対象のコンポーネントのヘッドの高さを適切に推定できる場合がある。 In order to determine the head height using an incomplete data set, the control system may e.g. Data can be analyzed. These expected features and their associated temporal features (e.g., when they occur and/or the time between them) determine the final stable control room pressure after sufficient features have been detected. can be used to estimate. This extrapolated pressure may provide a good estimate of the head height of the component of interest.

例えば、図1~9に示されるシステム10において、システム10は、ヘッド高さの決定が行われるとき、十分に減衰されていない二次システムと同様に動作することができる。このような例では、機能セットは、減衰された2次システムの下で理想的に期待される特性によって通知される場合がある。例えば、特徴セットは、オーバーシュート圧力ピークおよびオーバーシュートピークよりも大きさが小さいアンダーシュート圧力ピークを含み得る。サイクラ14の制御システム16は、ポンプ室が対象の構成要素と連絡するように配置された後、制御室内の圧力オーバーシュートおよびアンダーシュートピークを検出することができる。次に、これらのピークに関連するデータを使用して、最終的なチャンバ圧力を推定し、測定プロセスを大幅に高速化することができる。 For example, in the system 10 shown in FIGS. 1-9, the system 10 can operate similar to an underdamped secondary system when head height determinations are made. In such an example, the feature set may be informed by the ideally expected properties under a damped second-order system. For example, the feature set may include an overshoot pressure peak and an undershoot pressure peak that is less in magnitude than the overshoot peak. The control system 16 of the cycler 14 can detect pressure overshoot and undershoot peaks within the control chamber after the pump chamber is placed in communication with the component of interest. The data associated with these peaks can then be used to estimate the final chamber pressure, greatly speeding up the measurement process.

データは、ヘッドの高さ以外の関心のある特性を決定するためにも使用できる。例えば、特定の実施形態では、特徴セットに関連する時間的特性は、管内の抵抗の尺度として使用され得る。これにより、カセットと対象のリザーバコンポーネントとの間の流体ラインの長さを決定できる場合がある。ライン延長アクセサリを使用できる場合、使用中のライン延長アクセサリの数は、機能セットの時間的特性に基づいて決定できる。このタイプの決定はまた、治療時間への影響を低減して、より幅広い種類のラインでライン延長を使用することを可能にし得る。例えば、患者の快適さを増すために、患者へのおよび患者からのポンプ圧を調整して、より遅い流体移動を提供することができる。使用されるポンプ圧は、ラインの患者側で所望の圧力を生成するために時間的特性に基づいて選択され得る。これにより、ライン内の抵抗が患者側の圧力の低下につながるため、圧力を最大ポンプ圧力またはその近くに保つことができる。結果として、患者ライン延長部が使用されている場合、流体移送時間の増加を回避することができる。これにより、同じプログラムされた治療時間にわたって、より長い滞留期間と患者からの代謝廃棄物のより多くのクリアランスが可能になり得る。 The data can also be used to determine characteristics of interest other than head height. For example, in certain embodiments, the temporal characteristics associated with the feature set may be used as a measure of resistance within the tube. This may allow determining the length of the fluid line between the cassette and the reservoir component of interest. If line extension accessories are available, the number of line extension accessories in use can be determined based on the temporal characteristics of the feature set. This type of decision may also allow line extension to be used on a wider variety of lines with reduced impact on treatment time. For example, pump pressure to and from the patient can be adjusted to provide slower fluid movement to increase patient comfort. The pump pressure used may be selected based on temporal characteristics to produce the desired pressure on the patient side of the line. This allows pressure to be kept at or near maximum pump pressure as resistance in the line leads to a drop in pressure on the patient side. As a result, increased fluid transfer time can be avoided if a patient line extension is used. This may allow for a longer residence period and more clearance of metabolic waste from the patient over the same programmed treatment time.

機能セットの時間的特性を使用して、カセットと対象のリザーバコンポーネントとの間の流路にフローインピーダンスが存在するかどうかを判断することもできる。特定の実施形態では、これらの時間的特徴を使用して、閉塞または部分的閉塞が存在するかどうかを決定することができる。あるいは、これらの時間的特徴は、閉塞または部分的閉塞の決定を通知するのを助けるために収集され得る。 The temporal characteristics of the feature set can also be used to determine whether a flow impedance is present in the flow path between the cassette and the reservoir component of interest. In certain embodiments, these temporal features can be used to determine whether an occlusion or partial occlusion is present. Alternatively, these temporal features may be collected to help inform occlusion or partial occlusion decisions.

図83は、ヘッド高さの決定中に実行され得るいくつかの例示的なアクションを詳述する流れ図を含む。ブロック8044において、カセットがプライミングされ、ポンプ室シートが初期化された位置に配置され得る。ブロック8046において、タイマーが開始され得る。タイマーは、機能セットの機能が観察されるべきであると予想される時間を設定することができる。タイマーは、様々な実施形態において2~6秒(例えば、3秒)の間であり得る。ブロック8048において、タイマーが経過したと決定された場合、制御システムは、ブロック8050において事前定義されたエラー処理プロトコルを実行し得る。例えば、制御システムは、再試行カウンタを増分させならが(再試行キャップによって制限される場合がある)、エラー信号を生成するか、またはヘッド高さ決定の再試行を実行し得る。 FIG. 83 includes a flowchart detailing some example actions that may be performed during head height determination. At block 8044, the cassette may be primed and the pump chamber seat placed in an initialized position. At block 8046, a timer may be started. A timer can set the expected time that the functionality of the feature set should be observed. The timer can be between 2 and 6 seconds (eg, 3 seconds) in various embodiments. If it is determined at block 8048 that the timer has elapsed, the control system may execute a predefined error handling protocol at block 8050. For example, the control system may increment a retry counter (which may be limited by a retry cap), generate an error signal, or perform a retry of the head height determination.

ヘッド高さ検出を実行するとき、制御システムは、ブロック8052内の制御室を監視する少なくとも1つの圧力センサから圧力データを受け取ることができる。特定の実施形態では、初期時間ウィンドウで収集されたデータは、ノイズの懸念を最小限にするための分析に使用されない場合がある。この時間ウィンドウは、最大約1秒(例えば、約0.3秒)であり得るが、この値は、実施形態ごとに異なり得る。ブロック8054において、制御システムは、少なくとも1つの圧力センサから受信されたデータにデータ平滑化を適用することができる。データ平滑化は、図82のブロック8028に関連して説明されたものと同様であり得る。ブロック8056において、制御システムは、いくつか(例えば、2つ)の連続する移動平均圧力サンプルを比較して、第1の条件が存在するかどうかを決定することができる。図1に示される例示的な実施形態では、図83において、制御システムは、ブロック8056においてこれらの移動平均サンプル間の差(またはその絶対値)を計算する。ブロック8058において、システムは、第1の条件が存在するかどうか(例えば、差が事前定義された制限未満であるかどうか)を決定し得る。事前定義された制限は、例えば、0.005から0.04kPa(例えば、0.025kPa)の間であり得る。図83の例では、 差が事前定義された制限以上である場合、制御システムはブロック8048に戻ることができる。差が事前定義された制限未満である場合、制御システムは移動平均サンプルウィンドウの最大値と現在の移動平均圧力サンプルを比較して、第2の条件が存在するかどうかを判断することができる。例えば、図83は、ブロック8060において、最大移動平均サンプル圧力と現在のサンプル圧力との間の差(またはその差の絶対値)を計算する。図83に示されるように、ブロック8062でピークがまだ検出されていない場合、制御システムは、差がブロック8064で第2の事前定義された制限未満であるかどうかを決定することができる。第2の事前定義された制限は、ブロック8058に関して上記で説明された第1の事前定義された制限よりも小さい場合がある。いくつかの実施形態では、差が約0.000kPaと0.020kPaの間(例えば、約0.005kPa未満)であれば、第1のピーク圧力はブロック8066において設定することができる。システムが減衰2次システムとして特徴付けられる場合、第1のピークはオーバーシュートピークであり得る。この圧力ピークは、現在の移動平均圧力サンプル、またはおそらく現在の移動平均圧力サンプルとその直前のサンプルの平均に設定することができる。圧力オーバーシュートに到達するのにかかる時間もブロック8066に記載されている。その後、制御システムはブロック8048に戻ることができる。差がブロック8064において第2の事前定義された制限より小さくない場合、制御システムはブロック8048に戻ることもできる。 When performing head height sensing, the control system can receive pressure data from at least one pressure sensor monitoring a control chamber within block 8052. In certain embodiments, data collected in the initial time window may not be used for analysis to minimize noise concerns. This time window may be up to about 1 second (eg, about 0.3 seconds), although this value may vary from embodiment to embodiment. At block 8054, the control system may apply data smoothing to data received from the at least one pressure sensor. Data smoothing may be similar to that described in connection with block 8028 of FIG. At block 8056, the control system may compare several (eg, two) consecutive moving average pressure samples to determine whether the first condition exists. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, in FIG. 83, the control system calculates the difference (or its absolute value) between these moving average samples at block 8056. At block 8058, the system may determine whether a first condition exists (eg, whether the difference is less than a predefined limit). The predefined limit may be, for example, between 0.005 and 0.04 kPa (eg, 0.025 kPa). In the example of FIG. 83, if the difference is greater than or equal to the predefined limit, the control system may return to block 8048. If the difference is less than a predefined limit, the control system may compare the maximum value of the moving average sample window and the current moving average pressure sample to determine whether a second condition exists. For example, FIG. 83 calculates the difference (or the absolute value of the difference) between the maximum moving average sample pressure and the current sample pressure at block 8060. As shown in FIG. 83, if a peak has not yet been detected at block 8062, the control system may determine whether the difference is less than a second predefined limit at block 8064. The second predefined limit may be less than the first predefined limit described above with respect to block 8058. In some embodiments, the first peak pressure may be set at block 8066 if the difference is between about 0.000 kPa and 0.020 kPa (eg, less than about 0.005 kPa). If the system is characterized as a damped second-order system, the first peak may be an overshoot peak. This pressure peak can be set to the current moving average pressure sample, or perhaps the average of the current moving average pressure sample and the previous sample. The time it takes to reach pressure overshoot is also listed in block 8066. The control system may then return to block 8048. If the difference is not less than a second predefined limit at block 8064, the control system may also return to block 8048.

第1のピークが検出され、制御システムが再びブロック8062に到達すると、制御システムはブロック8068に進むことができる。ブロック8068において、制御システムは、第1の圧力ピークからの時間が事前定義された時間の量よりも大きいかどうかを決定することができる。この事前定義された時間は、次のピークが発生する前に予想される経験的に決定された時間であり得る。理想的な減衰2次システムの場合、この時間は第1ピークに到達するのに必要な時間とほぼ同じである必要がある。たとえば、事前定義された時間は、第1のピークに到達するのに必要な時間から、理想的なシステムからの逸脱を説明するのに役立つ値(たとえば、0.1~0.4秒)を差し引いたものに等しく設定できる。事前定義された時間がまだ経過していない場合、制御システムはブロック8048に戻ることができる。事前定義された時間が経過すると、制御システムは、ブロック8070において現在の圧力の大きさが第1のピークについて検出されたものよりも大きいかどうかを決定することができる。現在の圧力の大きさが第1のピークで検出されたものよりも大きい場合、制御システムはブロック8066に戻り、第1のピークを現在の圧力としてリセットすることができる。繰り返しになるが、経過時間も記録される場合がある。しかしながら、現在の圧力が第1のピーク圧力よりも大きさが低い場合、制御システムは、ブロック8072において第2のピーク圧力を現在の圧力として定義することができる。第2のピーク圧力の検出までの経過時間も記録され得る。ブロック8074において、制御システムは、オーバーシュートパーセントを決定し得る。オーバーシュートの割合は、次のような式で決定できる。
オーバーシュートパーセント=(1-(P/P)-α)
ここで、Pは第1のピーク圧力、Pは第2のピーク圧力、αは経験的に決定できる補正係数である。補正係数は、理想的な2次システムからの偏差を調整するために使用できる。
When the first peak is detected and the control system reaches block 8062 again, the control system may proceed to block 8068. At block 8068, the control system may determine whether the time from the first pressure peak is greater than a predefined amount of time. This predefined time may be an empirically determined time expected before the next peak occurs. For an ideal damped second-order system, this time should be approximately the same as the time required to reach the first peak. For example, the predefined time can be set to a value (e.g., 0.1 to 0.4 seconds) that helps account for deviations from an ideal system from the time required to reach the first peak. Can be set equal to the subtracted value. If the predefined time has not yet elapsed, the control system may return to block 8048. Once the predefined time period has elapsed, the control system may determine at block 8070 whether the current pressure magnitude is greater than that detected for the first peak. If the current pressure magnitude is greater than that detected at the first peak, the control system may return to block 8066 and reset the first peak as the current pressure. Again, elapsed time may also be recorded. However, if the current pressure is less in magnitude than the first peak pressure, the control system may define the second peak pressure as the current pressure at block 8072. The elapsed time until detection of the second peak pressure may also be recorded. At block 8074, the control system may determine a percent overshoot. The overshoot rate can be determined using the following formula.
Overshoot percentage = (1-(P 1 /P 2 )-α)
Here, P 1 is the first peak pressure, P 2 is the second peak pressure, and α is a correction factor that can be determined empirically. Correction factors can be used to adjust for deviations from the ideal quadratic system.

ブロック8076において、制御システムは、ヘッドの高さを計算することができる。いくつかの実施形態では、ヘッドの高さ自体は計算されないかもしれないが、ヘッドの高さによる圧力などの関連する値が計算され得る(または両方が計算され得る)。これは、ピークの検出後に圧力が安定した場合に存在したであろう最終圧力を予測することによって決定することができる。最終圧力PFinalは、次のような式を使用して決定できる。
Final=P/(1+オーバーシュートパーセント)
At block 8076, the control system may calculate the height of the head. In some embodiments, the head height itself may not be calculated, but a related value such as pressure due to head height may be calculated (or both may be calculated). This can be determined by predicting the final pressure that would have existed if the pressure had stabilized after detection of the peak. The final pressure P Final can be determined using the following equation:
P Final = P 1 / (1 + overshoot percentage)

次に、ポンプ室の開始圧力を最終圧力から差し引いて、ヘッドの高さによる圧力を決定することができる。必要に応じて、この圧力は、重力による加速度、液体の密度、および本明細書の他の場所で説明されている圧力値に基づいて、距離の単位でヘッドの高さに変換することができる。 The starting pressure in the pump chamber can then be subtracted from the final pressure to determine the pressure due to head height. If desired, this pressure can be converted to head height in units of distance based on acceleration due to gravity, density of the liquid, and pressure values described elsewhere herein. .

図84~86では、いくつかの実施形態では、所与のソースまたはであるティネーションについて決定されたヘッド高さに関する容積移動測定較正が望ましい場合があることが観察されている。特定の理論に拘束されることなく、ポンプ室内の空気は、ソースヘッドの高さの違いにより、さまざまな圧縮状態にある可能性がある。これは、サイクラ14によって収集される容積測定値にわずかな影響を与える可能性がある。さらに、ポンプシート151およびガスケット148の位置は、ヘッド高さに応じてわずかに変化し得、これは、容積測定値に影響を及ぼし得る。 In FIGS. 84-86, it is observed that in some embodiments, a volume displacement measurement calibration with respect to the head height determined for a given source or tination may be desirable. Without being bound by any particular theory, the air within the pump chamber may be in various states of compression due to differences in source head height. This may have a slight impact on the volume measurements collected by cycler 14. Additionally, the position of pump seat 151 and gasket 148 may vary slightly depending on head height, which may affect volume measurements.

図84および85は、異なるヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了した後のポンプ室181の代表的な図を示す。説明のために、図は、図84と図85との間のポンプシート151の位置の大きな違いを示している。図84に示すように、サイクラ14が特定の高いヘッド高さで目的地への送達ストロークを終了するとき、カセット24シート15のポンプシート151は、ポンプ室181のスペーサ50の形状に実質的に一致し得る。ガスケット148は、カセットシート15で想定されているのと同じ輪郭を模倣または適合する。低い相対ヘッド高さで目的地への送達ストロークを完了すると(図84と実質的に同じ送達圧力を使用して)、ポンプシート151は、ポンプ室181のスペーサ50間のギャップに前進または曲がることができる。しかしながら、ガスケット148の材料は、このシナリオでは、ポンプシート151の位置にそれほど厳密に適合しない可能性がある。同様であるが、ヘッドの高さによる一般的に反対の効果が充填ストロークに存在し得る。上に示したように、デリバリストロークの終わりに、ヘッドの高さによっては理想的でない場所にエネルギーが蓄えられる場合がある。FMS手順(本明細書の他の場所でより詳細に説明される)の間、制御室171は、典型的には、大気に放出され、所定の圧力で充填され、次いで、基準室容積と圧力が等しくなり得る。エネルギーがシステムに蓄えられている場合、これらの圧力変化の間にポンプシート151および/またはガスケット148に若干の動きがあるかもしれない。この動きは、送達ストロークの終わりにシステムに蓄積されたエネルギーの量に関連している可能性がある。このわずかな動きが制御室171の容積に影響を与える可能性があるため、これはサイクラ14によって収集される容積測定にいくらかの誤差を導入する可能性がある。この誤差はヘッドの高さに予想通りに関係しているので、ヘッドの高さに基づいて較正補正を実行することができる。 Figures 84 and 85 show representative views of the pump chamber 181 after completing a destination delivery stroke at different head heights. For purposes of illustration, the figures show the major difference in the position of the pump seat 151 between FIGS. 84 and 85. As shown in FIG. 84, when cycler 14 finishes a destination delivery stroke at a particular high head height, pump seat 151 of cassette 24 seat 15 substantially conforms to the shape of spacer 50 of pump chamber 181. Can match. Gasket 148 mimics or fits the same contour envisioned in cassette sheet 15. Upon completing the delivery stroke to the destination at a lower relative head height (using substantially the same delivery pressure as in FIG. 84), the pump seat 151 advances or bends into the gap between the spacers 50 in the pump chamber 181. I can do it. However, the material of gasket 148 may not match the position of pump seat 151 as closely in this scenario. A similar but generally opposite effect of head height may exist on the fill stroke. As shown above, at the end of the delivery stroke, energy may be stored in non-ideal locations depending on the height of the head. During an FMS procedure (described in more detail elsewhere herein), control chamber 171 is typically vented to atmosphere, filled with a predetermined pressure, and then set to a reference chamber volume and pressure. can be equal. If energy is stored in the system, there may be some movement in pump seat 151 and/or gasket 148 during these pressure changes. This movement may be related to the amount of energy stored in the system at the end of the delivery stroke. This may introduce some error into the volume measurements collected by cycler 14, as this slight movement may affect the volume of control chamber 171. Since this error is predictably related to head height, calibration corrections can be performed based on head height.

サイクラ14の較正曲線(例えば、上記の任意の較正曲線)は、例えば、そのヘッド高さに基づいて、各供給源または目的地との間で流体を移送するときに使用される改良された較正曲線に調整され得る。したがって、使い捨てのポンプカセット24と通信する各ソースまたはであるティネーションに対して、異なる較正曲線が潜在的に使用され得る。 The cycler's 14 calibration curve (e.g., any of the calibration curves described above) can be used to improve the calibration used when transferring fluid to and from each source or destination, e.g., based on its head height. Can be adjusted to curves. Therefore, a different calibration curve could potentially be used for each source or tination that communicates with the disposable pump cassette 24.

主に図86を参照すると、特定のヘッド高さの較正曲線を決定するために使用することができるいくつかのアクションを詳述するフローチャート4200が示されている。ブロック4202において、容積測定標準カセットで較正されたいくつかのサイクラ14を選択することができる。これらのサイクラ14は、図77のブロック4172に関連して説明されたものと同様の基準に基づいて選択され得る。ブロック4204において、使い捨てセット24は、各サイクラ14に配置され得る。各サイクラ14に関連するリザーバは、ブロック4206において、サイクラ14に対して所定のヘッド高さに配置され得る。ブロック4208において、各サイクラ14の制御システム16は、取り付けられた使い捨てセット24を用いて、ある量の流体のポンピングを命令することができる。ポンピングされる量は、すべてのサイクラ14に共通であり得、事前に指定され得る。サイクラ14は、ブロック4208において、汲み上げられた流体の容積測定を行うことができる。また、ブロック4208において、サイクラ14によって大量の流体が使い捨てカセット24を通して汲み上げられるときの結果として生じる重量デルタを記録するために、スケールを監視することができる。 Referring primarily to FIG. 86, a flowchart 4200 is shown detailing several actions that may be used to determine a calibration curve for a particular head height. At block 4202, a number of cyclers 14 calibrated with volumetric standard cassettes may be selected. These cyclers 14 may be selected based on criteria similar to those described in connection with block 4172 of FIG. 77. At block 4204, a disposable set 24 may be placed in each cycler 14. The reservoir associated with each cycler 14 may be positioned at a predetermined head height relative to the cycler 14 at block 4206. At block 4208, the control system 16 of each cycler 14 may command the pumping of a volume of fluid using the attached disposable set 24. The amount pumped may be common to all cyclers 14 and may be prespecified. Cycler 14 may perform a volumetric measurement of the pumped fluid at block 4208. Also, at block 4208, the scale may be monitored to record the resulting weight delta as the volume of fluid is pumped through the disposable cassette 24 by the cycler 14.

ブロック4210において、各サイクラ14から収集された容積測定値および関連するスケールデータを組み合わせることができる。たとえば、すべての生データポイントを組み合わせることができる。これらのデータポイントは、特定のサイクラ14によって測定された移送容積と、リザーバから変位した対応する測定容積(例えば、密度を使用してスケール上の重量デルタから変換された)を含む対であり得る。あるいは、特定のサイクラ14から収集されたデータを分析することができ、個々のサイクラデータセットの分析の出力を組み合わせることができる。例えば、その事前定義されたヘッド高さでの各サイクラ14の補正曲線は、そのサイクラ14に関連する生データから生成され得る。これらの補正曲線のそれぞれは、次に組み合わされ得る。 At block 4210, the volumetric measurements and associated scale data collected from each cycler 14 may be combined. For example, all raw data points can be combined. These data points can be pairs that include the transferred volume measured by a particular cycler 14 and the corresponding measured volume displaced from the reservoir (e.g., converted from the weight delta on the scale using density). . Alternatively, data collected from a particular cycler 14 can be analyzed and the output of the analysis of individual cycler data sets can be combined. For example, a correction curve for each cycler 14 at its predefined head height may be generated from raw data associated with that cycler 14. Each of these correction curves may then be combined.

ブロック4212において、単一の補正曲線は、組み合わされたデータを使用して生成され得る。この補正曲線を使用して、ブロック4214内の各サイクラ14の容積測定標準カセットを使用して生成された較正曲線を改良することができる。この曲線は、このヘッド高さの場所との間で流体を移送するときに、サイクラ14によって使用され得る。いくつかのヘッド高さの較正曲線は、同じ方法で生成できる。さらに、各ヘッドの高さで、サイクラ14によって使用される異なるポンプ圧力ペア、ならびに正および負のFMS測定についてデータセットを収集することができる。各データセットを使用して、較正曲線に特定の改良を加えることができる。治療中、使用される最終的な較正曲線は、検出されたヘッドの高さ、ポンプ圧、および実行されているFMS測定のタイプ(正または負)に一致するように選択できる。 At block 4212, a single correction curve may be generated using the combined data. This correction curve can be used to refine the calibration curve generated using the volumetric standard cassettes of each cycler 14 in block 4214. This curve may be used by the cycler 14 when transferring fluid to and from this head height location. Several head height calibration curves can be generated in the same way. Additionally, at each head height, data sets can be collected for different pump pressure pairs used by the cycler 14, as well as positive and negative FMS measurements. Each data set can be used to make specific refinements to the calibration curve. During treatment, the final calibration curve used can be selected to match the detected head height, pump pressure, and type of FMS measurement being performed (positive or negative).

他の方程式も可能であるが、最終的な補正値は複合関数を介して決定できる。第1の機能は、生の制御室容積測定(Vm)に適用され得る。次に、第2の関数をこの結果に適用し、結果の値をさらに第3の関数に入力して、VFinalの決定に到達することができる。例えば、いくつかの実施形態では、以下のような方程式:
VFinal = VHeadHeight(Vdisposablecorrected(Vcyclercorrected(Vm)))は、Vcyclercorrectedが特定のサイクラの14のエラー寄与を補正する生の測定された制御室容量(Vm)の関数であり、Vdisposablecorrectedはサイクラ補正された測定容量の関数であり、使い捨て関連のエラーの寄与を修正し、VHeadHeightは、使い捨ての修正された測定ボリュームの関数であり、ヘッドの高さに関連するエラーの寄与を修正する。あるいは、Vdisposablecorrectedは次のようにVHeadHeightの関数であり得る:
VFinal = Vdisposablecorrected(VHeadHeight(Vcyclercorrected(Vm)))。
The final correction value can be determined via a composite function, although other equations are possible. The first function may be applied to raw control room volume measurements (V m ). A second function can then be applied to this result and the resulting values can be further input into a third function to arrive at a VFinal decision. For example, in some embodiments, an equation such as:
V Final = V HeadHeight (V disposable corrected (V cyclercorrected (V m ))) is a function of the raw measured control room volume (V m ) where V cyclercorrected corrects for the error contribution of 14 for a particular cycler; V disposablecorrected is a function of the cycler-corrected measurement volume, correcting the contribution of disposable-related errors, and V HeadHeight is a function of the disposable corrected measurement volume, correcting the contribution of errors related to head height. Correct. Alternatively, V disposablecorrected could be a function of V HeadHeight like this:
V Final = V disposable corrected (V HeadHeight (V cyclercorrected (V m ))).

他の実施形態では、VFinalは、図76に関連して説明したように加法的に決定することができ、ヘッドの高さの補正が方程式に追加されて、VFinalに等しい合計が生成される。 In other embodiments, V Final may be determined additively as described in connection with FIG. 76, with a head height correction added to the equation to produce a sum equal to V Final . Ru.

本開示から逸脱することなく、当業者によって様々な代替および修正を考案することができる。したがって、本開示は、そのようなすべての代替案、修正、および差異を包含することを意図している。さらに、本開示のいくつかの実施形態が図面に示され、および/または本明細書で論じられているが、開示は,当技術分野が許す限り広い範囲であり、明細書も同様に読まれることを意図される。したがって、上記の説明は、限定として解釈されるべきではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付された特許請求の範囲および精神の範囲内で他の修正を想定するであろう。上記および/または添付の特許請求の範囲に記載されたものと実質的に異なる他の要素、ステップ、方法および技法もまた、本開示の範囲内にあることが意図されている。 Various alternatives and modifications may be devised by those skilled in the art without departing from this disclosure. Accordingly, this disclosure is intended to cover all such alternatives, modifications, and differences. Additionally, although some embodiments of the disclosure are illustrated in the drawings and/or discussed herein, the disclosure is as broad as the art permits, and the specification is to be read as well. intended. Therefore, the above description should not be construed as limiting, but merely as exemplifications of particular embodiments. Those skilled in the art will envision other modifications within the scope and spirit of the claims appended hereto. Other elements, steps, methods, and techniques that differ substantially from those described above and/or in the appended claims are also intended to be within the scope of this disclosure.

図面に示される実施形態は、本開示の特定の例を実証するためにのみ提示されている。記載されている図面は例示に過ぎず、非限定的である。図面では、説明の目的で、いくつかの要素のサイズが誇張されており、特定の縮尺で描かれていない場合がある。さらに、図面内に示されている同じ番号の要素は、状況に応じて、同一の要素である場合もあれば、類似の要素である場合もある。 The embodiments illustrated in the drawings are presented only to demonstrate particular examples of the disclosure. The drawings described are illustrative only and are non-limiting. In the drawings, the size of some of the elements may be exaggerated and not drawn on scale for illustrative purposes. Additionally, like-numbered elements in the drawings may be the same or similar elements, depending on the context.

「含む」という用語が本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、それは他の要素またはステップを除外しない。単数名詞を参照するときに不定冠詞または定冠詞が使用される場合、特に明記されていない限り、これにはその名詞の複数形が含まれる。したがって、「含む」という用語は、その後に挙げられている項目に限定されると解釈されるべきではない。他の要素またはステップを除外するものではないため、「アイテムAおよびBを含むデバイス」という表現の範囲は、構成要素AおよびBのみを含むデバイスに限定されるべきではない。 When the term "comprising" is used in this specification and claims, it does not exclude other elements or steps. When an indefinite or definite article is used to refer to a singular noun, this includes the plural form of that noun, unless specified otherwise. Therefore, the term "comprising" should not be construed as limited to the items listed thereafter. The scope of the expression "device including items A and B" should not be limited to devices including only components A and B, as other elements or steps are not excluded.

さらに、「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、説明または特許請求の範囲で使用されるかどうかにかかわらず、類似の要素を区別するために提供され、必ずしも連続的または時系列の順序を説明するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり(他に明確に開示されない限り)、本明細書に記載される開示の実施形態は、本明細書に記載または図示される以外の配列および/または配置で動作することができることを理解されたい。
本発明の第1の態様は、
カセットベースのポンプシステムの較正用の容積測定標準カセットであって、
前記カセットベースのポンプシステム内に密封的に設置されるように構成され、中央体およびポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状をそれぞれが有する複数の固形のポンプ室領域を有する剛体を含み、該剛体には流路およびオリフィスがない、容積測定標準カセットである。
本発明の第2の態様は、
前記容量測定標準セットが金属である、態様1に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第3の態様は、
前記容積測定標準カセットが機械加工されている、態様1に記載の容積測定標準カセ
ットである。
本発明の第4の態様は、
前記容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製される、態様1に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第5の態様は、
前記容量測定標準セットは、材料添加プロセスを介して構築される、態様1に記載の
容量測定標準セットである。
本発明の第6の態様は、
前記中央体は、前記剛体の最も厚い部分の厚さの少なくとも半分の厚さを有する、態様1に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第7の態様は、
前記中央体は、前記剛体の最も厚い部分の厚さの少なくとも60%の厚さを有する、態様1に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第8の態様は、
前記中央体は、前記剛体の最も厚い部分の1/2~3/4の厚さを有する、態様1に
記載の容量測定標準セットである。
本発明の第9の態様は、
前記容積測定標準カセットは、カセットシートを含まない、態様1に記載の容積測定
標準カセットである。
本発明の第10の態様は、
カセットベースのポンプシステムの較正用の容積測定標準カセットであって、
完全に固形で、第1の面と対向する第2の面を含む中央体と、
少なくとも前記中央体の前記第1の面から延在するとともに、前記中央体の周縁に位置する周壁および複数の内壁を含む複数の壁と、
複数の固形のポンプ室領域であって、それぞれが前記ポンプ室領域の既知の容積を定義する事前定義された形状を有する、複数の固形のポンプ室領域と、
を含み、前記容積測定標準カセットは、流体を圧送することができない、容積測定標準カセットである。
本発明の第11の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記複数の壁のいずれにもシートが結合されていない、態様10に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第12の態様は、
前記中央体の前記第1の面がカセットシートによって覆われておらず、前記ポンプ室領域を含む、態様10に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第13の態様は、
前記中央体の前記第1の面および前記対向する面の両方がカセットシートによって覆われていない、態様10に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第14の態様は、
前記容量測定標準セットは、材料添加プロセス、機械加工、および成形からなるプロセスのリストから作製される、態様10に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第15の態様は、
前記容量測定標準セットは、アルミニウム、鋼、およびプラスチックからなる材料のリストから作製される、態様10に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第16の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記対向する面が平坦である、態様10に記載の容積測
定標準カセットである。
本発明の第17の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記第1の面は、前記内壁の壁によって囲まれた複数の突起を含む、態様10に記載の容積測定標準カセットである。
本発明の第18の態様は、
前記壁の気密性が高い、態様10に記載の容量測定標準セットである。
本発明の第19の態様は、
カセットベースのポンプシステムの較正のための使い捨てポンプカセットのカセット類似体であって、
第1の面と、対向する第2の面を有する中央体と、
少なくとも前記第1の面にある複数のシーリングリブと、
第1のポンプ室領域および第2のポンプ室領域であって、前記第1のポンプ室領域および前記第2のポンプ室領域のそれぞれは、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の選択された充填容積を表す定義された寸法的に安定した形状を有する、第1のポンプ室領域および第2のポンプ室領域と、
を含み、前記第1の面と前記対向する面は開いた面であり、前記カセット類似体は流体を圧送することができない、カセット類似体である。
本発明の第20の態様は、
前記カセット類似体が金属で形成されている、態様19に記載のカセット類似体である。
本発明の第21の態様は、
前記中央体が完全に固形である、態様19に記載のカセット類似体である。
本発明の第22の態様は、
前記中央体がパススルーを欠いている、態様19に記載のカセット類似体である。
本発明の第23の態様は、
前記選択された充填量量が、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の全ポンプ室容積である、態様19に記載のカセット類似体である。
本発明の第24の態様は、
前記選択された充填容量が、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の空のポンプ室容量である、態様19に記載のカセット類似体である。
本発明の第25の態様は、
前記選択された充填容積が、前記使い捨てポンプカセット内の対応するポンプ室の完全な(full)ポンプ室容積と空のポンプ室容積との中間である、態様19に記載のカ
セット類似体である。
本発明の第26の態様は、
前記容積測定標準カセットの対向する面が平坦である、態様19に記載のカセット類
似体である。
本発明の第27の態様は、
前記容積測定標準カセットの前記第1の面が、前記シーリングリブによって囲まれる複数の突起を含み、前記複数の突起が、前記使い捨てポンプカセット内の複数の弁座に対応する位置に配置されている、態様19に記載のカセット類似体である。 である。
本発明の第28の態様は、
前記カセット類似体は、ポート、スパイク、および取り付けられた流体ラインを欠いている、態様19に記載のカセット類似体である。
本発明の第29の態様は、
カセットベースのポンプシステムを較正するための方法であって、
前記カセットベースのポンプシステムに複数の容積測定較正カセットを連続的に設置することであって、前記複数の容積測定較正カセットは、それぞれ既知の容積を有するポンプ室領域を含む、ことと、
前記カセットベースのポンプシステムを使用して、前記容積測定較正カセットそれぞれのポンプ室領域の既知の容積を測定することと、
前記複数の容積測定較正カセットのそれぞれについての既知の容積および各容積較正カセットについてのポンプ室領域の対応する測定された容積に少なくとも部分的に基づいて、カセットベースのポンプシステムで行われる容積測定のための較正曲線を生成することと、
を含む、方法である。
本発明の第30の態様は、
前記容積測定較正カセットのそれぞれにおけるポンプ室領域の既知の容積を測定することは、前記容積測定較正カセットのそれぞれのポンプ室領域の既知の容積の複数の測定値を取得し、前記複数の測定値を分析して、対応する測定された容積として機能する前記ポンプ室領域の容積の単一値を決定することを含む、態様29に記載の方法である。
本発明の第31の態様は、
前記複数の測定値を分析することは、前記複数の測定値を平均化することを含む、態様30に記載の方法である。
本発明の第32の態様は、
前記較正曲線を生成することは、最良適合方程式を生成することを含む、態様29に
記載の方法である。
本発明の第33の態様は、
前記較正曲線を生成することは、最良適合多項式を生成することを含む、態様29に
記載の方法である。
本発明の第34の態様は、
前記最良適合多項式は、前記3次多項式である、態様33に記載の方法である。
本発明の第35の態様は、
前記較正曲線を生成することは、最小二乗回帰を実施することを含む、態様29に記
載の方法である。
本発明の第36の態様は、
前記較正曲線を生成することは、前記曲線の少なくとも1つの領域を少なくとも1つの限界に拘束することを含む、態様29に記載の方法である。
本発明の第37の態様は、
前記限界が、前記少なくとも1つの領域に沿った点の微分値の許容範囲である、態様
36に記載の方法である。
本発明の第38の態様は、
前記較正曲線を生成することは、前記較正曲線のゼロ交差で許容微分値に制約を課すことを含む、態様29に記載の方法である。
本発明の第39の態様は、
前記容積測定較正カセットのそれぞれにおける前記ポンプ室領域の既知の容積を測定することは、前記容積測定較正カセットのそれぞれにおける前記ポンプ室領域の既知の容積を複数回測定し、それらの事前定義された基準への適合性を決定し、前記複数回測定したものを分析して、対応する測定された容積として機能する前記ポンプ室領域の容積の単一値を決定することを含む、態様29に記載の方法である。
本発明の第40の態様は、
前記事前定義された基準は、事前定義された許容変動性である、態様39に記載の方
法である。
本発明の第41の態様は、
前記事前定義された基準は、許容される標準偏差である、態様39に記載の方法である。
本発明の第42の態様は、
前記較正曲線を、使い捨てポンプカセットに起因する容積測定誤差を説明する第2の較正曲線に改良することをさらに含む、態様29に記載の方法である。
本発明の第43の態様は、
前記較正曲線を、流体源または目的地のヘッド高さに起因する容積測定誤差を説明する別の較正曲線に改良することをさらに含む、態様29に記載の方法である。
本発明の第44の態様は、
カセットベースのポンプシステムであって、
少なくとも1つのポンプ室を覆う可撓性膜を有するポンプカセットを含む流体処理セットと、
サイクラであって、
前記ポンプカセットを収容し、前記カセットを制御面に対して配置するサイズの取り付け位置、
複数の圧力リザーバ、
前記圧力リザーバからポンプカセットに圧力を加えて前記カセットを通して流体をポンプ輸送するための圧力送達アセンブリであって、前記制御面、空気圧チャネル、および前記可撓性膜および圧力センサを作動させるための制御室、ならびにポンプ室の容積を測定するための既知の容積の少なくとも1つの基準室を有し、前記空気圧チャネルは、複数の弁を介して前記圧力リザーバと選択的に連絡している、圧力送達アセンブリ、および
前記圧力センサからデータを受信し、前記データを介して圧送される流体の生の測定容積を決定し、サイクラ固有の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて圧送される流体の生の測定量を調整するコントローラ
を含むサイクラと、
を含む、システムである。
本発明の第45の態様は、
前記コントローラは、サイクラ固有の較正方程式およびポンプカセット容積誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、前記圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様44に記載のシステムである。
本発明の第46の態様は、
前記コントローラは、サイクラ固有の較正方程式、ポンプカセット容積誤差較正方程式、およびヘッド高さ誤差較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、前記圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様44に記載のシステムである。
本発明の第47の態様は、
前記サイクラ固有の較正方程式は、一連の容積測定標準カセットの試験測定値のデータセットを通じた最適な多項式である、態様44に記載のシステムである。
本発明の第48の態様は、
前記コントローラは、前記サイクラ固有の較正方程式の関数である第2の較正方程式に基づいて、圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様44に記
載のシステムである。
本発明の第49の態様は、
前記第2の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式である、態様48に記載の
システムである。
本発明の第50の態様は、
前記コントローラは、前記第2の較正方程式の関数である第3の較正方程式に基づいて、圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様48に記載のシス
テムである。
本発明の第51の態様は、
前記第2の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式であり、前記第3の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式である、態様50に記載のシステムである。
本発明の第52の態様は、
前記第2の方程式は、ヘッド高さ誤差較正方程式であり、前記第3の方程式は、ポンプカセット容積誤差較正方程式である、態様50に記載のシステムである。
本発明の第53の態様は、
前記コントローラは、サイクラ固有の較正方程式および第2の較正方程式に少なくとも部分的に基づいて、前記圧送される流体の生の測定容積を調整するように構成される、態様44に記載のシステムである。
本発明の第54の態様は、
前記システムは、カセット関連の一意の識別子に関連するポンプカセット容積誤差較正方程式のデータベースをさらに含む、態様53に記載のシステムである。
本発明の第55の態様は、
前記サイクラがユーザインターフェースをさらに含み、前記コントローラが、前記ユーザインターフェースを介してカセット関連の一意の識別子入力を受信し、前記データベースと通信して、前記カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられたポンプカセット容積誤差較正方程式を取得するように構成され、前記カセット関連の一意の識別子入力に関連付けられた前記ポンプカセットの容積誤差較正方程式は、前記第2の較正方程式として使用される、態様54に記載のシステムである。
本発明の第56の態様は、
サイクラがイメージャをさらに含み、前記コントローラが、イメージャデータを介してカセット関連の一意の識別子データを決定し、前記データベースと通信して、前記カセット関連の一意の識別子データと関連付けられた前記ポンプカセットの容積誤差較正方程式を取得するように構成され、前記カセット関連の一意の識別子データと関連付けられた前記ポンプカセットの容量誤差較正方程式が前記第2の較正方程式として使用される、態様54に記載のシステムである。
本発明の第57の態様は、
前記流体処理セットが、コード化されたカセット関連の一意の識別子を含む、態様4
4に記載のシステムである。
本発明の第58の態様は、
カセットベースのポンプシステムであって、
少なくとも1つのポンプ室を覆う可撓性膜と、流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも1つのカセット弁と、を有するポンプカセットを含む流体処理セットと、 サイクラであって、
前記少なくとも1つのポンプ室を覆う可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも1つのポンプ制御室、前記少なくとも1つのカセット弁を覆う前記可撓性膜の一部を作動させるための少なくとも1つの弁制御室、および前記少なくとも1つのポンプ制御室と連絡している少なくとも1つの圧力センサを有する圧力送達アセンブリ、
複数の圧力供給弁を介して前記少なくとも1つのポンプ制御室および前記少なくとも1つの弁制御室と選択的に連絡している圧力リザーバ、および
前記少なくとも1つの圧力センサからデータを受信し、前記少なくとも1つのカセット弁を開状態に命令し、前記少なくとも1つの圧力センサからのデータを監視して第1および第2の圧力ピークを識別し、前記第1および第2の圧力ピークに基づいて前記流体リザーバのヘッド高さを計算するように構成されたコントローラ
を備えるサイクラと、
を含むシステムである。
本発明の第59の態様は、
前記コントローラは、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、前記流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第60の態様は、
前記第1のピークがオーバーシュートピークであり、前記第2のピークがアンダーシュートピークである、態様58に記載のシステムである。
本発明の第61の態様は、
前記コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第62の態様は、
前記動作パラメータは、少なくとも1つのポンプ圧である、態様61に記載のシステ
ムである。
本発明の第63の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッド高さに基づいて較正曲線を改良するようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第64の態様は、
前記流体リザーバが、透析液リザーバである、態様58に記載のシステムである。
本発明の第65の態様は、
前記流体リザーバが、患者の体腔である、態様58に記載のシステムである。
本発明の第65の態様は、
前記コントローラは、少なくとも1つのカセット弁を開状態に命令する前に、少なくとも1つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第66の態様は、
前記コントローラは、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインに含まれる複数の延長ラインを決定するようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第67の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッド高さが閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第68の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッド高さを、事前定義された許容ヘッド高さ閾値と比較するようにさらに構成される、態様58に記載のシステムである。
本発明の第69の態様は、
カセットベースのポンプシステムのポンプ圧力を選択する方法であって、
ポンプシステムに取り付けられた流体処理セットをプライミングすることと、
前記流体処理セットのカセットのポンプ室をリザーバと連絡するように配置することと、
膜によって前記ポンプ室から分離された制御室内の第1の圧力ピークを検出することと、
前記制御室内の第2の圧力ピークを検出することと、
前記第1および第2の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することと、
前記予測された最終圧力に基づいてポンプ圧力を計算することと、
を含む、方法である。
本発明の第70の態様は、
前記方法は、前記予測される最終圧力に基づいて前記リザーバのヘッド高さを計算することをさらに含む、態様69に記載の方法である。
本発明の第71の態様は、
前記方法は、前記第1および第2のピークに関連する前記カセットベースの時間データに前記リザーバを結合する流体ラインの特徴的な長さを決定することをさらに含む、態様69に記載の方法である。
本発明の第72の態様は、
前記方法は、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、前記カセットを前記リザーバに結合する流体経路に含まれる複数の延長部を決定することをさらに含む、態様69に記載の方法である。
本発明の第73の態様は、
前記方法は、前記予測された最終圧力が所定の閾値を突破したときにエラーを生成することをさらに含む、態様69に記載の方法である。
本発明の第74の態様は、
前記方法が、前記膜を所定の初期位置に変位させることをさらに含む、態様69に記
載の方法である。
本発明の第75の態様は、
前記所定の初期位置は、ヘッド高さ検出範囲を正のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様74に記載の方法である。
本発明の第76の態様は、
前記所定の初期位置は、前記ヘッド高さ検出範囲を負のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様74に記載の方法である。
本発明の第77の態様は、
前記所定の初期位置は、前記中間ストローク位置である、態様74に記載の方法である。
本発明の第78の態様は、
前記方法が、前記予測された最終圧力に基づいて前記カセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含む、態様69に記載の方法である。
本発明の第79の態様は、
前記第1のピークを検出することは、前記制御室と通信する前記少なくとも1つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含む、態様69
に記載の方法である。
本発明の第80の態様は、
前記第1のピークを検出することは、前記少なくとも1つの圧力センサから連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含む、態様79に記載の
方法である。
本発明の第81の態様は、
前記方法は、連続するデータポイントのセット間の差が所定の限界未満であるときに第1のピークを識別することをさらに含む、態様79に記載の方法である。
本発明の第82の態様は、
前記最終圧力を予測することは、前記第1および第2のピークに基づいてオーバーシュートパーセントを決定することを含む、態様69に記載の方法である。
本発明の第83の態様は、
カセットベースのポンプシステムに結合されたリザーバのヘッド高さをチェックする方法であって、
カセットベースのポンプシステムに設置された流体処理セットのカセットのポンプ室をリザーバと連絡するように配置することと、
膜によって前記ポンプ室から分離された制御室内の第1の圧力ピークを検出することと、
前記制御室内の第2の圧力ピークを検出することと、
前記第1および第2の圧力ピークを使用して最終圧力を予測することと、
予測された前記最終圧力を少なくとも1つの所定の閾値と比較することと、
予測された前記最終圧力が少なくとも1つの所定の閾値のうちの少なくとも1つを突破したときに通知を生成することと、
を含む、方法である。
本発明の第84の態様は、
通知を生成することは、エラーを生成することを含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第85の態様は、
前記通知を生成することは、前記カセットベースのポンプシステムのユーザインターフェース上に表示するための画面を生成することを含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第86の態様は、
通知を生成することは、可聴ノイズを生成することを含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第87の態様は、
前記方法は、前記予測される最終圧力に基づいて前記リザーバのヘッド高さを計算することをさらに含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第88の態様は、
前記方法が、前記第1および第2の圧力ピークに基づいてオーバーシュートパーセンテージを決定することをさらに含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第89の態様は、
前記方法は、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、前記リザーバを前記カセットに結合する流体ラインの特徴的な長さを決定することをさらに含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第90の態様は、
前記方法は、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、前記カセットを前記リザーバに結合する流体経路に含まれる複数の延長部を決定することをさらに含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第91の態様は、
前記方法が、膜を所定の初期位置に変位させることをさらに含む、態様83に記載の
方法である。
本発明の第92の態様は、
前記所定の初期位置は、ヘッド高さ検出範囲を正のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様91に記載の方法である。
本発明の第93の態様は、
前記所定の初期位置は、ヘッド高さ検出範囲を負のヘッド高さの検出に向けてバイアスする位置である、態様91に記載の方法である。
本発明の第94の態様は、
前記所定の初期位置は、前記中間ストローク位置である、態様91に記載の方法である。
本発明の第95の態様は、
前記方法が、前記予測された最終圧力に基づいて前記カセットベースのポンプシステムの較正曲線を調整することをさらに含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第96の態様は、
前記第1のピークを検出することは、前記制御室と通信する前記少なくとも1つの圧力センサからの連続するデータポイントのセット間の差を計算することを含む、態様83
に記載の方法である。
本発明の第97の態様は、
前記第1のピークを検出することは、前記少なくとも1つの圧力センサからの連続するデータポイントのセットにデータ平滑化を適用することをさらに含む、態様83に記載
の方法である。
本発明の第98の態様は、
前記方法は、連続するデータポイントのセット間の差が所定の限界未満であるときに前記第1のピークを識別することをさらに含む、態様83に記載の方法である。
本発明の第99の態様は、
カセットベースのポンプシステムであって、
少なくとも1つのポンプ室を覆う可撓性膜と、流体リザーバへの流体連絡をゲート制御する少なくとも1つのカセット弁と、を有するポンプカセットを含む流体処理セットと、 サイクラであって、
少なくとも1つのポンプ制御室、
少なくとも1つの弁制御室、
前記少なくとも1つのポンプ制御室と連絡している少なくとも1つの圧力センサ、
複数の圧力供給弁を介して少なくとも1つのポンプ制御室および少なくとも1つの弁制御室と選択的に連絡している圧力リザーバ、および
前記圧力センサとデータ通信し、前記少なくとも1つのカセット弁を開状態に命令し、前記少なくとも1つの圧力センサからのデータを監視し、第1および第2の圧力ピークを識別し、前記第1および第2の圧力ピークに基づいて最終圧力を予測するように構成されたコントローラ
を含む、サイクラと、
を備える、システムである。
本発明の第100の態様は、
前記コントローラは、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、前記流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインの長さを決定するようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第101の態様は、
前記第1のピークがオーバーシュートピークであり、前記第2のピークがアンダーシュートピークである、態様99に記載のシステムである。
本発明の第102の態様は、
前記コントローラは、計算されたヘッド高さに基づいて動作パラメータを調整するようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第103の態様は、
前記動作パラメータは、少なくとも1つのポンプ圧である、態様102に記載のシス
テムである。
本発明の第104の態様は、
前記コントローラは、前記ヘッドの高さに基づいて較正曲線を改良するようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第105の態様は、
前記流体リザーバが、透析液リザーバである、態様99に記載のシステムである。
本発明の第106の態様は、
流体リザーバが患者の体腔である、態様99に記載のシステムである。
本発明の第107の態様は、
前記コントローラは、前記少なくとも1つのカセット弁を開状態に命令する前に、前記少なくとも1つのポンプ室を覆っている可撓性膜の部分を中間ストローク位置に変位させるようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第108の態様は、
前記コントローラは、前記第1および第2のピークに関連する時間データに基づいて、流体リザーバを前記カセットに結合する流体ラインに含まれる複数の延長ラインを決定するようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第109の態様は、
前記コントローラは、前記予測された最終圧力が前記閾値を突破したときにエラーを生成するようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第110の態様は、
前記コントローラは、予測された最終圧力を、事前定義された許容ヘッド高さ圧力閾値と比較するようにさらに構成される、態様99に記載のシステムである。
本発明の第111の態様は、
流体ライン状態検出器であって、
紫外線に対して不透明な流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルと、
光センサと、
赤外線発光LEDと、
紫外線発光LEDと、
第3のLEDと、
光センサとデータ通信し、光センサによって前記赤外線発光LEDから感知された赤外線の強度が所定の第1の閾値を超えるとき、および前記光センサによって前記紫外線発光LEDから感知された紫外線の強度が、所定の第2の閾値を下回っているときに、適切なチューブが存在することを決定するように構成されたコントローラと、
を含み、前記赤外線発光LEDの軸および前記紫外線発光LEDの軸は、互いに平行であり、前記光センサの軸にも平行である、流体ライン状態検出器である。
本発明の第112の態様は、
前記赤外線発光LEDの軸は、前記赤外線発光LEDの光軸であり、前記紫外線発光LEDの軸は、前記紫外線発光LEDの光軸である、態様111に記載の流体ライン状態
検出器である。
本発明の第113の態様は、
前記赤外線発光LEDの軸は、前記赤外線発光LEDの機械的軸であり、前記紫外線発光LEDの軸は、前記紫外線発光LEDの機械的軸である、態様111に記載の流体ラ
イン状態検出器である。
本発明の第114の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの光軸である、態様111に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第115の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの機械的軸である、態様111に記載の流体ライ
ン状態検出器である。
本発明の第116の態様は、
前記第3のLEDは、前記赤外線発光LEDである、態様111に記載の流体ライン
状態検出器である。
本発明の第117の態様は、
前記第3のLEDの軸は、前記赤外線発光LEDの軸および前記紫外線発光LEDの軸に平行以外の角度にある、態様111に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第118の態様は、
前記紫外線発光LEDの軸は、前記レセプタクル内に設置された前記流体ラインの中央部分を通過するように構成される、態様111に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第119の態様は、
前記レセプタクルは、前記流体ラインを保持するためのリテーナを含む、態様111
に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第120の態様は、
前記コントローラは、前記第3のLEDからの光強度が所定の乾燥閾値を超えると、前記流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成される、態様111に記載の
流体ライン状態検出器である。
本発明の第121の態様は、
前記コントローラは、前記第3のLEDからの光強度が所定のプライミング閾値を下回り、前記所定のプライミング閾値が前記所定の乾燥閾値よりも低いときに前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成される、態様120に記載の流
体ライン状態検出器である。
本発明の第122の態様は、
前記コントローラは、前記赤外線発光LEDからの光強度が所定の赤外線光閾値を下回り、前記第3のLEDからの光強度が所定のプライミング閾値を下回るときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され、前記所定のプライミング閾値は前記所定の乾燥閾値よりも低い、態様120に記載の流体ライン状態検出器
である。
本発明の第123の態様は、
前記コントローラは、光センサによって前記赤外発光LEDから感知された前記赤外光の強度が所定の第1の閾値を超えたとき、前記光センサによって前記紫外線発光LEDから感知された紫外線の強度が所定の第2の閾値を下回ったとき、および前記第3のLEDによって放出された光の強度が所定の第3の閾値を下回ったとき、適切なチューブが流体ライン状態検出器に存在することを決定するように構成される、態様111に記載の流
体ライン状態検出器である。
本発明の第124の態様は、
前記コントローラは、前記赤外線発光LED、前記紫外線発光LED、および前記第3のLEDへの電力の供給を制御するようにさらに構成される、態様111に記載の流体
ライン状態検出器である。
本発明の第125の態様は、
第1のスペクトルの光に対して不透明であり、第2のスペクトルの光に対して少なくとも半透明である流体ラインの存在を検出するための流体ライン状態検出器であって、
前記流体ラインを保持するように構成されたレセプタクルと、
光センサと、
第1のスペクトルで発光するように構成された第1のLEDと、
第2のスペクトルで発光するように構成された第2のLEDと、
第3のLEDと、
光センサとデータ通信し、前記第1のLEDからの前記光センサによって感知された前記第1のスペクトルの光の強度が所定の第1の閾値を下回るとき、および前記第2のLEDからの前記光センサによって感知された第2のスペクトルの光の強度が、所定の第2の閾値を超えるときに、前記流体ライン状態検出器に前記流体ラインが存在することを決定するように構成される、コントローラと、
を含み、前記第1のLEDの軸および前記第2のLEDの軸は、互いに平行であり、前記光センサの軸にも平行である、流体ライン状態検出器である。
本発明の第126の態様は、
前記第1のLEDの軸は、前記第1のLEDの光軸であり、前記第2のLEDの軸は、前記第2のLEDの光軸である、態様125に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第127の態様は、
前記第1のLEDの軸は、前記第1のLEDの機械的軸であり、前記第2のLEDの軸は、前記第2のLEDの機械的軸である、態様125に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第128の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの光軸である、態様125に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第129の態様は、
前記光センサの軸は、前記光センサの機械的軸である、態様125に記載の流体ライ
ン状態検出器である。
本発明の第130の態様は、
前記第3のLEDは、前記第2のスペクトルの光を放出するように構成される、態様
125に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第131の態様は、
前記第3のLEDの軸は、前記第1のLEDの軸および前記第2のLEDの軸に平行以外の角度にある、態様125に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第132の態様は、
前記第1のLEDの軸は、前記流体ラインが前記レセプタクル内に設置されたときに前記流体ラインの中央部分を通過するように構成される、態様125に記載の流体ライン
状態検出器である。
本発明の第133の態様は、
前記レセプタクルは、前記流体ラインを保持するためのリテーナを含む、態様125
に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第134の態様は、
前記コントローラは、前記第3のLEDからの光強度が所定の乾燥閾値を超えると、前記流体ラインが乾燥していると決定するようにさらに構成される、態様125に記載の
流体ライン状態検出器である。
本発明の第135の態様は、
前記コントローラは、前記第3のLEDからの光強度が所定のプライミング閾値を下回り、前記所定のプライミング閾値が前記所定の乾燥閾値よりも低いときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成される、態様134に記載の
流体ライン状態検出器である。 である。
本発明の第136の態様は、
前記コントローラは、前記第2のLEDからの光強度が所定の第2の光スペクトル閾値を下回ったとき、および前記第3のLEDからの光強度が所定のプライミング閾値を下回ったときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定するようにさらに構成され、前記所定のプライミング閾値は、前記所定の乾燥閾値よりも低い、態様134に記載
の流体ライン状態検出器である。
本発明の第137の態様は、
前記コントローラは、前記第1のLEDからの前記光センサによって感知された前記第1のスペクトルの光の強度が所定の閾値を下回るとき、および前記第2のLEDからの前記光センサによって感知される前記第2のスペクトルの光の強度が所定の第2の閾値を上回るとき、および前記第3のLEDからの前記光センサによって感知される光の強度が所定の第3の閾値を下回るときに、前記流体ラインが流体ライン状態検出器に存在することを決定するように構成される、態様125に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第138の態様は、
前記コントローラは、前記第1、第2、および第3のLEDへの電力の供給を制御するようにさらに構成される、態様125に記載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第139の態様は、
前記第1のスペクトルが紫外線スペクトルである、態様125に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第140の態様は、
前記第2のスペクトルが赤外線スペクトルである、態様125に記載の流体ライン状
態検出器である。
本発明の第150の態様は、
前記流体ラインは、前記第2のスペクトルの光に対して透明である、態様125に記
載の流体ライン状態検出器である。
本発明の第151の態様は、
検出器のレセプタクル内の適切な流体ラインの存在を検出する方法であって、
第1のLEDから第1のスペクトルの光を放出することであって、前記流体ラインは前記第1のスペクトルの光に対して不透明である、ことと、
第2のLEDから第2のスペクトルの光を放出することであって、前記流体ラインは前記第2のスペクトルの光に対して少なくとも半透明である、ことと、
前記レセプタクルの前記第1のLEDおよび前記第2のLEDとは反対側に配置された光センサを用いて、受信光の強度を監視することと、
前記第1のスペクトルで受信した光の強度を第1の閾値と比較することと、
前記第2のスペクトルで受信した光の強度を第2の閾値と比較することと、
前記第1のスペクトルの光の強度が第1の閾値よりも小さく、前記第2のスペクトルの光の強度が前記第2の閾値よりも大きい場合に、適切な流体ラインの存在を決定することと、
を含む、方法である。
本発明の第152の態様は、
前記第1の閾値は、前記第1のLEDから前記光センサへの光透過が実質的にないことに対応する、態様151に記載の方法である。
本発明の第153の態様は、
前記第1のスペクトルが紫外線スペクトルである、態様151に記載の方法である。
本発明の第154の態様は、
前記第2のスペクトルは、前記第1のスペクトルよりも高い波長スペクトルである、態様151に記載の方法である。
本発明の第155の態様は、
前記第2のスペクトルが赤外線スペクトルである、態様151に記載の方法である。
本発明の第156の態様は、
前記流体ラインは、前記第2のスペクトルの光に対して透明である、態様151に記
載の方法である。
本発明の第157の態様は、
前記方法は、前記第1のスペクトルの光の強度が前記第1の閾値よりも高く、前記第2のスペクトルの光の強度が前記第2の閾値よりも大きいときに、通知を生成することをさらに含む、態様151に記載の方法である。
本発明の第158の態様は、
通知を生成することは、グラフィカルユーザインターフェース上で流体ラインをリロードするための通知を表示することを含む、態様157に記載の方法である。
本発明の第159の態様は、
前記第1のLEDおよび前記第2のLEDの軸は、互いに平行であり、前記光センサの軸に平行である、態様151に記載の方法である。
本発明の第160の態様は、
流体ポンプシステムであってである。
ポンプと、
変位容積感知アセンブリと、
流体ラインを保持するためのレセプタクル、少なくとも1つの光センサ、および少なくとも1つのLEDを有する流体ライン状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットと、
少なくとも1つの流体源と、
前記流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラであって、少なくとも1つのLEDに電力を供給し、前記出口ラインが前記リセプタクルに設置されたときに少なくとも1つの光センサの出力信号を監視してドライチューブの光強度値を決定するように構成され、前記少なくとも1つの流体源からの流体で前記出力ラインをプライミングするように前記ポンプの動作を制御するように構成され、前記少なくとも1つのLEDに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号が、前記光強度値がプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示したときに前記ポンプの動作を停止するように構成された、コントローラと、
を備え、前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ強度の読み取りに基づいて前記コントローラによって計算される、システムである。
本発明の第161の態様は、
前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、態様160に記載のシステムである。
本発明の第162の態様は、
前記コントローラは、前記少なくとも1つのLEDに複数回電力を供給するように構成され、前記ドライチューブ強度値は、複数回にわたって前記光センサから出力された最大光強度値に基づく、態様160に記載のシステムである。
本発明の第163の態様は、
前記コントローラは、前記少なくとも1つのLEDに複数回電力を供給し、前記出力信号を監視して、最大光強度値を決定するように構成され、前記ドライチューブ強度値は、前記最大光強度値および少なくとも1つの限界に基づく、態様160に記載のシステム
である。
本発明の第164の態様は、
前記限界は、前記ドライチューブ強度値の最小値である、態様163に記載のシステ
ムである。
本発明の第165の態様は、
前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、前記変位された流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに、通知を生成するようにさらに構成される、態様160に記載のシステムである。
本発明の第166の態様は、
前記コントローラは、前記出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力を受信すると、ポンピングを継続するように構成される、態様165に記載のシステムである。
本発明の第167の態様は、
前記ポンプがダイヤフラムポンプである、態様160に記載のシステムである。
本発明の第168の態様は、
前記ポンプが空気圧ダイヤフラムポンプである、態様160に記載のシステムである。
本発明の第169の態様は、
前記ポンプの一部が流体移送セットに含まれる、態様160に記載のシステムである。
本発明の第170の態様は、
前記少なくとも1つの流体源が透析液リザーバである、態様160に記載のシステム
である。
本発明の第171の態様は、
前記少なくとも1つのLEDが、前記光センサの光軸に対してある角度で配置された第1のLEDを含む、態様160に記載のシステムである。
本発明の第172の態様は、
少なくとも1つのLEDが、第2のLEDおよび第3のLEDを含む、態様171に
記載のシステムである。
本発明の第173の態様は、
前記第2のLEDの軸および前記第3のLEDの軸は、前記光センサの光軸に平行である、態様172に記載のシステムである。
本発明の第174の態様は、
流体ラインをプライミングする方法であって、
流体ライン状態検出器のレセプタクルに流体ラインを設置することと、
前記流体ライン状態検出器の少なくとも1つのLEDから第1の複数回光を放出することと、
前記流体ライン状態検出器の光センサの出力信号を監視し、前記第1の複数回の出力信号に基づいて最大光強度値を決定することと、
前記最大光強度値に基づいてプライミングされたラインの閾値を決定することと、
前記流体ラインを介して流体をポンピングすることと、
前記流体ライン状態検出器の前記少なくとも1つのLEDから第2の複数回光を放出することと、
前記光センサの出力信号が、前記LEDからの光強度がプライミングされたチューブの閾値を突破したことを示しているときに、前記流体ラインがプライミングされることを決定することを、
を含む、方法である。
本発明の第175の態様は、
前記リセプタクルに前記流体ラインを設置することは、前記流体ラインを前記流体ライン状態検出器のチャネル内に着座させることを含む、態様174に記載の方法である。
本発明の第176の態様は、
前記方法は、前記最大光強度を限界と比較し、前記最大光強度値が前記限界に適合しない場合に、前記最大光強度値を前記限界の値で上書きすることをさらに含む、態様17
4に記載の方法である。
本発明の第177の態様は、
前記出力信号に基づいて前記最大光強度値を決定することは、前記第1の複数回の間に前記出力信号によって示される光強度値を較正値と比較して比率を決定することを含む、態様174に記載の方法である。
本発明の第178の態様は、
前記較正値は、前記レセプタクルにチューブが設置されていないときの、前記光センサから出力された前記少なくとも1つのLEDからの光強度値である、態様177に記載
の方法である。
本発明の第179の態様は、
前記プライミングされたラインの閾値を決定することは、前記最大光強度値のパーセンテージに定数を追加することを含む、態様174に記載の方法である。
本発明の第180の態様は、
前記第2の複数回は、前記ラインを介して流体を圧送する過程で発生する、態様17
4に記載の方法である。
本発明の第181の態様は、
前記第2の複数回の間に前記少なくとも1つのLEDから光を放出することは、第1、第2、および第3のLEDから光を放出することを含む、態様174に記載の方法である。
本発明の第182の態様は、
前記方法は、前記流体ラインがプライミングされたと決定したときに、前記ラインを通る流体の圧送を停止することをさらに含む、態様174に記載の方法である。
本発明の第183の態様は、
前記方法が、前記変位容積感知アセンブリを介して圧送される流体の容積を監視することをさらに含む、態様174に記載の方法である。
本発明の第184の態様は、
前記方法は、前記圧送される流体の容積が第1の容積閾値を超えたときに、前記流体の前記圧送を一時停止することをさらに含む、態様183に記載の方法である。
本発明の第185の態様は、
前記方法は、前記ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示すユーザ入力を受信すると、前記圧送を再開することをさらに含む、態様184に記載の方法である。
本発明の第186の態様は、
前記方法は、圧送された流体の容積が第2の容積閾値を超えたときにポンプの再開を禁止することをさらに含む、態様184に記載の方法である。
本発明の第187の態様は、
流体ポンプシステムであって、
ポンプと、
レセプタクル、少なくとも1つのセンサ、および少なくとも1つの照明器を有する流体ライン状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された出力ラインを含む流体移送セットと、
流体ライン状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、少なくとも1つの照明器に電力を供給し、出口ラインが前記レセプタクルに取り付けられているときに少なくとも1つのセンサの出力信号を監視してドライチューブの光強度値を決定するように構成され、少なくとも1つの流体源からの流体で前記出力ラインをプライミングするようにポンプの動作を制御するようにさらに構成され、少なくとも1つの照明器に電力を供給し、出力信号を監視し、前記出力信号は、光強度値がドライチューブ強度値に依存するプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するようにさらに構成される、システムである。
本発明の第188の態様は、
前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、態様187に記載のシステムである。
本発明の第189の態様は、
前記コントローラは、少なくとも1つの照明器に複数回電力を供給するように構成され、前記ドライチューブ光強度値は、複数回にわたって前記センサから出力される最大光強度値に基づく、態様187に記載のシステムである。
本発明の第190の態様は、
前記コントローラは、少なくとも1つの照明器に複数回電力を供給し、前記出力信号を監視して、最大光強度値を決定するように構成され、前記ドライチューブ光強度値は、前記最大光強度値および少なくとも1つの限界に基づく、態様187に記載のシステムである。
本発明の第191の態様は、
前記限界は、前記ドライチューブ光強度値の最小値である、態様190に記載のシス
テムである。
本発明の第192の態様は、
前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、前記変位流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに通知を生成するようにさらに構成される、態様187に記載のシステムである。
本発明の第193の態様は、
前記コントローラは、前記出力ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、前記システムの前記ユーザインターフェースからの前記ユーザ入力の受信時にポンピングを継続するように構成される、態様192に記載のシステムである。
本発明の第194の態様は、
前記ポンプが、ダイヤフラムポンプである、態様187に記載のシステムである。
本発明の第195の態様は、
前記ポンプが、空気圧ダイヤフラムポンプである、態様187に記載のシステムである。
本発明の第196の態様は、
前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、態様187に記載のシステムである。
本発明の第197の態様は、
前記少なくとも1つの流体源が透析液リザーバである、態様187に記載のシステム
である。
本発明の第198の態様は、
前記少なくとも1つの照明器は、前記センサの光軸に対してある角度で配置された第1のLEDを含む、態様187に記載のシステムである。
本発明の第199の態様は、
前記少なくとも1つの照明器は、前記第2のLEDおよび前記第3のLEDを含む、態様198に記載のシステムである。
本発明の第200の態様は、
前記第2のLEDの軸および前記第3のLEDの軸は、前記センサの光軸に平行である、態様199に記載のシステムである。
本発明の第201の態様は、
実質的に本明細書に示され、記載されているような容量測定標準セットまたはサイクラである。
本発明の第202の態様は、
本明細書に示され、記載されているシステム、方法、および装置のいずれかである。
Additionally, terms such as "first", "second", "third", etc., whether used in the description or the claims, are provided to distinguish between similar elements and are not necessarily contiguous. It is not intended to explain historical or chronological order. The terms so used are interchangeable under appropriate circumstances (unless explicitly disclosed otherwise) and the embodiments of the disclosure described herein refer to those described or illustrated herein. It should be understood that other arrangements and/or arrangements can be operated.
The first aspect of the present invention is
A volumetric standard cassette for calibration of cassette-based pump systems, comprising:
a plurality of solid pump chamber regions configured to be hermetically installed within said cassette-based pump system, each having a predefined shape defining a central body and a known volume of the pump chamber region; A volumetric standard cassette that includes a rigid body that is devoid of channels and orifices.
The second aspect of the invention is
A volumetric standard cassette according to aspect 1, wherein the volumetric standard set is metal.
The third aspect of the present invention is
The volumetric standard cassette according to aspect 1, wherein the volumetric standard cassette is machined.
It is a cut.
The fourth aspect of the present invention is
The capacitance measurement standard set is a capacitance measurement standard set according to aspect 1, made from a list of materials consisting of aluminum, steel and plastic.
The fifth aspect of the present invention is
Aspect 1, wherein the capacitance measurement standard set is constructed via a material addition process.
This is a standard set for capacitance measurement.
The sixth aspect of the present invention is
A capacitive measurement standard set according to aspect 1, wherein the central body has a thickness at least half the thickness of the thickest part of the rigid body.
The seventh aspect of the present invention is
The central body is a capacitive standard set according to aspect 1, wherein the central body has a thickness of at least 60% of the thickness of the thickest part of the rigid body.
The eighth aspect of the present invention is
According to aspect 1, the central body has a thickness of 1/2 to 3/4 of the thickest part of the rigid body.
The standard set of capacitance measurements described.
The ninth aspect of the present invention is
The volumetric standard cassette according to aspect 1 does not include a cassette sheet.
It is a standard cassette.
The tenth aspect of the present invention is
A volumetric standard cassette for calibration of cassette-based pump systems, comprising:
a central body that is completely solid and includes a second surface opposite the first surface;
a plurality of walls extending from at least the first surface of the central body and including a peripheral wall and a plurality of inner walls located at a peripheral edge of the central body;
a plurality of solid pump chamber regions, each having a predefined shape defining a known volume of the pump chamber region;
, wherein the volumetric standard cassette is a volumetric standard cassette that cannot pump fluid.
The eleventh aspect of the present invention is
11. The volumetric standard cassette of aspect 10, wherein no sheet is bonded to any of the plurality of walls of the volumetric standard cassette.
The twelfth aspect of the present invention is
11. A volumetric standard cassette according to aspect 10, wherein the first side of the central body is not covered by a cassette sheet and includes the pump chamber area.
The thirteenth aspect of the present invention is
11. The volumetric standard cassette of aspect 10, wherein both the first side and the opposing side of the central body are not covered by a cassette sheet.
The fourteenth aspect of the present invention is
The capacitance measurement standard set is a capacitance measurement standard set according to aspect 10, wherein the capacitance measurement standard set is created from a list of processes consisting of material addition processes, machining, and molding.
The fifteenth aspect of the present invention is
The capacitance measurement standard set is a capacitance measurement standard set according to aspect 10, wherein the capacitance measurement standard set is made from a list of materials consisting of aluminum, steel, and plastic.
The sixteenth aspect of the present invention is
Volumetric measurement according to aspect 10, wherein the opposing surfaces of the volumetric standard cassette are flat.
This is a standard cassette.
The seventeenth aspect of the present invention is
A volumetric standard cassette according to aspect 10, wherein the first side of the volumetric standard cassette includes a plurality of protrusions surrounded by walls of the inner wall.
The eighteenth aspect of the present invention is
A capacity measurement standard set according to aspect 10, wherein the wall has high airtightness.
The nineteenth aspect of the present invention is
A cassette analog of a disposable pump cassette for the calibration of cassette-based pump systems, comprising:
a central body having a first surface and an opposing second surface;
a plurality of sealing ribs on at least the first surface;
a first pump chamber region and a second pump chamber region, each of said first pump chamber region and said second pump chamber region being a selected region of a corresponding pump chamber in said disposable pump cassette. a first pump chamber region and a second pump chamber region having a defined dimensionally stable shape representing a fill volume;
, wherein the first side and the opposing side are open faces, and the cassette analog is a cassette analog incapable of pumping fluids.
The 20th aspect of the present invention is
20. The cassette analog of embodiment 19, wherein the cassette analog is formed of metal.
The twenty-first aspect of the present invention is
20. The cassette analog according to embodiment 19, wherein said central body is completely solid.
The twenty-second aspect of the present invention is
20. The cassette analog of embodiment 19, wherein said midbody lacks pass-through.
The twenty-third aspect of the present invention is
20. The cassette analog of aspect 19, wherein the selected fill amount is the total pump chamber volume of the corresponding pump chamber in the disposable pump cassette.
The twenty-fourth aspect of the present invention is
20. A cassette analog according to aspect 19, wherein the selected fill volume is the empty pump chamber volume of a corresponding pump chamber in the disposable pump cassette.
The twenty-fifth aspect of the present invention is
20. The cap of aspect 19, wherein the selected fill volume is intermediate between a full pump chamber volume and an empty pump chamber volume of a corresponding pump chamber in the disposable pump cassette.
Set analogues.
The twenty-sixth aspect of the present invention is
Cassettes according to aspect 19, wherein opposing surfaces of the volumetric standard cassette are flat.
It is a likeness.
The twenty-seventh aspect of the present invention is
the first side of the volumetric standard cassette includes a plurality of protrusions surrounded by the sealing rib, the plurality of protrusions positioned at positions corresponding to a plurality of valve seats in the disposable pump cassette; , the cassette analog according to aspect 19. It is.
The twenty-eighth aspect of the present invention is
The cassette analog is a cassette analog according to aspect 19, lacking ports, spikes, and attached fluid lines.
The twenty-ninth aspect of the present invention is
A method for calibrating a cassette-based pump system, the method comprising:
sequentially installing a plurality of volumetric calibration cassettes in the cassette-based pump system, each of the plurality of volumetric calibration cassettes including a pump chamber region having a known volume;
using the cassette-based pump system to measure a known volume of a pump chamber region of each of the volumetric calibration cassettes;
of the volumetric measurements made in the cassette-based pump system based at least in part on a known volume for each of the plurality of volumetric calibration cassettes and a corresponding measured volume of the pump chamber region for each volumetric calibration cassette. generating a calibration curve for;
A method including:
The 30th aspect of the present invention is:
Measuring the known volume of the pump chamber region in each of the volumetric calibration cassettes includes taking a plurality of measurements of the known volume of the pump chamber region in each of the volumetric calibration cassettes, and measuring the known volume of the pump chamber region in each of the volumetric calibration cassettes; 30. The method of aspect 29, comprising analyzing the pump chamber region to determine a single value of the volume of the pump chamber region that serves as the corresponding measured volume.
The thirty-first aspect of the present invention is
31. The method of aspect 30, wherein analyzing the plurality of measurements includes averaging the plurality of measurements.
The 32nd aspect of the present invention is:
According to aspect 29, generating the calibration curve includes generating a best-fit equation.
This is the method described.
A thirty-third aspect of the present invention is:
According to aspect 29, generating the calibration curve includes generating a best-fit polynomial.
This is the method described.
The thirty-fourth aspect of the present invention is:
The method according to aspect 33, wherein the best fit polynomial is the third-order polynomial.
The thirty-fifth aspect of the present invention is
As described in aspect 29, generating the calibration curve includes performing a least squares regression.
This is the method described.
The thirty-sixth aspect of the present invention is:
30. The method of aspect 29, wherein generating the calibration curve includes constraining at least one region of the curve to at least one limit.
The thirty-seventh aspect of the present invention is:
Aspects in which the limit is a permissible range of differential values of points along the at least one region.
This is the method described in No. 36.
The thirty-eighth aspect of the present invention is:
30. The method of aspect 29, wherein generating the calibration curve includes imposing constraints on allowable differential values at zero crossings of the calibration curve.
The thirty-ninth aspect of the present invention is
Measuring the known volume of the pump chamber region in each of the volumetric calibration cassettes includes measuring the known volume of the pump chamber region in each of the volumetric calibration cassettes multiple times and Aspect 29, comprising determining compliance with a criterion and analyzing the plurality of measurements to determine a single value of the volume of the pump chamber region serving as the corresponding measured volume. This is the method.
The fortieth aspect of the present invention is:
The method according to aspect 39, wherein the predefined criterion is a predefined acceptable variability.
It is the law.
The 41st aspect of the present invention is:
40. The method of aspect 39, wherein the predefined criterion is an accepted standard deviation.
The 42nd aspect of the present invention is:
30. The method of aspect 29, further comprising refining the calibration curve to a second calibration curve that accounts for volumetric errors due to disposable pump cassettes.
The 43rd aspect of the present invention is:
30. The method of aspect 29, further comprising refining the calibration curve to another calibration curve that accounts for volumetric errors due to fluid source or destination head heights.
A forty-fourth aspect of the present invention is:
A cassette-based pump system,
a fluid handling set including a pump cassette having a flexible membrane covering at least one pump chamber;
Being a cycler,
a mounting location sized to accommodate the pump cassette and position the cassette relative to a control surface;
multiple pressure reservoirs,
a pressure delivery assembly for applying pressure to the pump cassette from the pressure reservoir to pump fluid through the cassette, the control surface, the pneumatic channel, and the control for actuating the flexible membrane and pressure sensor; a pressure delivery chamber, and at least one reference chamber of known volume for measuring the volume of the pump chamber, the pneumatic channel being in selective communication with the pressure reservoir via a plurality of valves. assembly, and
receiving data from the pressure sensor, determining a raw measured volume of fluid pumped via the data, and adjusting the raw measured volume of fluid pumped based at least in part on a cycler-specific calibration equation; controller to
a cycler containing;
It is a system that includes.
The forty-fifth aspect of the present invention is:
45. The system of aspect 44, wherein the controller is configured to adjust the raw measured volume of pumped fluid based at least in part on a cycler-specific calibration equation and a pump cassette volume error calibration equation. be.
The forty-sixth aspect of the present invention is:
The controller is configured to adjust the raw measured volume of pumped fluid based at least in part on a cycler-specific calibration equation, a pump cassette volume error calibration equation, and a head height error calibration equation. , the system according to aspect 44.
The forty-seventh aspect of the present invention is:
45. The system of aspect 44, wherein the cycler-specific calibration equation is an optimal polynomial over a data set of test measurements of a series of volumetric standard cassettes.
A forty-eighth aspect of the present invention is:
Aspect 44, wherein the controller is configured to adjust the raw measured volume of pumped fluid based on a second calibration equation that is a function of the cycler-specific calibration equation.
This is the system.
The forty-ninth aspect of the present invention is:
49. The method according to aspect 48, wherein the second equation is a pump cassette volume error calibration equation.
It is a system.
The fiftieth aspect of the present invention is:
49. The system of aspect 48, wherein the controller is configured to adjust the raw measured volume of fluid pumped based on a third calibration equation that is a function of the second calibration equation.
It is Tem.
A fifty-first aspect of the present invention is:
51. The system of aspect 50, wherein the second equation is a pump cassette volume error calibration equation and the third equation is a head height error calibration equation.
A fifty-second aspect of the present invention is:
51. The system of aspect 50, wherein the second equation is a head height error calibration equation and the third equation is a pump cassette volume error calibration equation.
A fifty-third aspect of the present invention is:
45. The system of aspect 44, wherein the controller is configured to adjust the raw measured volume of the pumped fluid based at least in part on a cycler-specific calibration equation and a second calibration equation. .
A fifty-fourth aspect of the present invention is:
54. The system of aspect 53, further comprising a database of pump cassette volume error calibration equations associated with cassette-associated unique identifiers.
A fifty-fifth aspect of the present invention is:
The cycler further includes a user interface, the controller receiving a cassette-related unique identifier input via the user interface, and communicating with the database to generate a pump associated with the cassette-related unique identifier input. 55. The pump cassette volume error calibration equation configured to obtain a cassette volume error calibration equation and associated with the cassette-related unique identifier input is used as the second calibration equation. This is the system.
A fifty-sixth aspect of the present invention is:
The cycler further includes an imager, the controller determining cassette-related unique identifier data via the imager data and communicating with the database to determine which pump cassettes are associated with the cassette-related unique identifier data. 55. The system of aspect 54, wherein the system is configured to obtain a volume error calibration equation and wherein a volume error calibration equation for the pump cassette associated with the cassette-related unique identifier data is used as the second calibration equation. It is.
A fifty-seventh aspect of the present invention is:
Aspect 4, wherein the fluid processing set includes a coded cassette-related unique identifier.
This is the system described in 4.
A fifty-eighth aspect of the present invention is:
A cassette-based pump system,
A fluid processing set comprising a pump cassette having a flexible membrane covering at least one pump chamber and at least one cassette valve gating fluid communication to a fluid reservoir;
at least one pump control chamber for actuating a portion of the flexible membrane covering the at least one pump chamber; at least one pump control chamber for actuating a portion of the flexible membrane covering the at least one cassette valve; a pressure delivery assembly having at least one pressure sensor in communication with the at least one valve control chamber and the at least one pump control chamber;
a pressure reservoir in selective communication with the at least one pump control chamber and the at least one valve control chamber via a plurality of pressure supply valves; and
receiving data from the at least one pressure sensor, commanding the at least one cassette valve open, and monitoring data from the at least one pressure sensor to identify first and second pressure peaks; a controller configured to calculate a head height of the fluid reservoir based on the first and second pressure peaks;
a cycler comprising;
This is a system that includes
A fifty-ninth aspect of the present invention is:
59. The controller of aspect 58, wherein the controller is further configured to determine a length of a fluid line coupling the fluid reservoir to the cassette based on time data associated with the first and second peaks. It is a system.
The sixtieth aspect of the present invention is:
59. The system of aspect 58, wherein the first peak is an overshoot peak and the second peak is an undershoot peak.
The 61st aspect of the present invention is:
59. The system of aspect 58, wherein the controller is further configured to adjust operating parameters based on the calculated head height.
A sixty-second aspect of the present invention is:
62. The system of aspect 61, wherein the operating parameter is at least one pump pressure.
It is mu.
A sixty-third aspect of the present invention is:
59. The system of aspect 58, wherein the controller is further configured to refine the calibration curve based on the head height.
A sixty-fourth aspect of the present invention is:
59. The system of aspect 58, wherein the fluid reservoir is a dialysate reservoir.
A sixty-fifth aspect of the present invention is:
59. The system of aspect 58, wherein the fluid reservoir is a body cavity of the patient.
A sixty-fifth aspect of the present invention is:
According to aspect 58, the controller is further configured to displace a portion of the flexible membrane covering the at least one pump chamber to an intermediate stroke position before commanding the at least one cassette valve open. This is the system described.
The sixty-sixth aspect of the present invention is:
Aspect 58, wherein the controller is further configured to determine a plurality of extension lines included in a fluid line coupling a fluid reservoir to the cassette based on time data associated with the first and second peaks. This is the system described in .
A sixty-seventh aspect of the present invention is:
59. The system of aspect 58, wherein the controller is further configured to generate an error when the head height exceeds a threshold.
The sixty-eighth aspect of the present invention is
59. The system of aspect 58, wherein the controller is further configured to compare the head height to a predefined allowable head height threshold.
The sixty-ninth aspect of the present invention is
A method of selecting pump pressure for a cassette-based pump system, comprising:
priming a fluid handling set attached to the pump system;
arranging a pump chamber of a cassette of the fluid treatment set to communicate with a reservoir;
detecting a first pressure peak in a control chamber separated from the pump chamber by a membrane;
detecting a second pressure peak within the control chamber;
predicting a final pressure using the first and second pressure peaks;
calculating a pump pressure based on the predicted final pressure;
A method including:
The seventieth aspect of the present invention is:
70. The method of aspect 69, further comprising calculating a head height of the reservoir based on the predicted final pressure.
A seventy-first aspect of the present invention is:
70. The method of aspect 69, further comprising determining a characteristic length of a fluid line coupling the reservoir to the cassette-based time data associated with the first and second peaks. be.
A seventy-second aspect of the present invention is:
70. The method further comprises determining a plurality of extensions included in a fluid pathway coupling the cassette to the reservoir based on time data associated with the first and second peaks. This is the method.
A seventy-third aspect of the present invention is:
70. The method of aspect 69, further comprising generating an error when the predicted final pressure exceeds a predetermined threshold.
A seventy-fourth aspect of the present invention is:
Aspect 69, wherein the method further comprises displacing the membrane to a predetermined initial position.
This is the method described.
A seventy-fifth aspect of the present invention is:
A method according to aspect 74, wherein the predetermined initial position is a position that biases the head height detection range toward positive head height detection.
A seventy-sixth aspect of the present invention is:
75. The method according to aspect 74, wherein the predetermined initial position is a position that biases the head height detection range toward negative head height detection.
A seventy-seventh aspect of the present invention is:
75. The method of aspect 74, wherein the predetermined initial position is the intermediate stroke position.
A seventy-eighth aspect of the present invention is:
70. The method of aspect 69, wherein the method further comprises adjusting a calibration curve of the cassette-based pump system based on the predicted final pressure.
A seventy-ninth aspect of the present invention is:
Aspect 69, wherein detecting the first peak includes calculating a difference between a set of consecutive data points from the at least one pressure sensor in communication with the control room.
This is the method described in .
The 80th aspect of the present invention is:
80. The method of aspect 79, wherein detecting the first peak further comprises applying data smoothing to a set of consecutive data points from the at least one pressure sensor.
It's a method.
The 81st aspect of the present invention is:
80. The method of aspect 79, further comprising identifying a first peak when the difference between successive sets of data points is less than a predetermined limit.
The 82nd aspect of the present invention is:
70. The method of aspect 69, wherein predicting the final pressure includes determining a percent overshoot based on the first and second peaks.
The 83rd aspect of the present invention is:
A method for checking the head height of a reservoir coupled to a cassette-based pump system, the method comprising:
arranging a pumping chamber of a cassette of a fluid handling set installed in a cassette-based pumping system in communication with a reservoir;
detecting a first pressure peak in a control chamber separated from the pump chamber by a membrane;
detecting a second pressure peak within the control chamber;
predicting a final pressure using the first and second pressure peaks;
comparing the predicted final pressure to at least one predetermined threshold;
generating a notification when the predicted final pressure exceeds at least one of at least one predetermined threshold;
A method including:
The 84th aspect of the present invention is:
The method of aspect 83, wherein generating the notification includes generating an error.
The 85th aspect of the present invention is:
84. The method of aspect 83, wherein generating the notification includes generating a screen for display on a user interface of the cassette-based pump system.
The 86th aspect of the present invention is:
The method of aspect 83, wherein generating the notification includes generating an audible noise.
The 87th aspect of the present invention is:
84. The method of aspect 83, further comprising calculating a head height of the reservoir based on the predicted final pressure.
The eighty-eighth aspect of the present invention is
84. The method of aspect 83, wherein the method further comprises determining an overshoot percentage based on the first and second pressure peaks.
The eighty-ninth aspect of the present invention is:
84. The method of aspect 83, further comprising determining a characteristic length of a fluid line coupling the reservoir to the cassette based on time data associated with the first and second peaks. It's a method.
The 90th aspect of the present invention is:
84. The method further comprises determining a plurality of extensions included in a fluid pathway coupling the cassette to the reservoir based on time data associated with the first and second peaks. This is the method.
The 91st aspect of the present invention is:
84. The method of aspect 83, wherein the method further comprises displacing the membrane to a predetermined initial position.
It's a method.
The 92nd aspect of the present invention is:
92. The method according to aspect 91, wherein the predetermined initial position is a position that biases the head height detection range toward positive head height detection.
The 93rd aspect of the present invention is:
92. The method according to aspect 91, wherein the predetermined initial position is a position that biases the head height detection range toward negative head height detection.
The 94th aspect of the present invention is:
92. The method according to aspect 91, wherein the predetermined initial position is the intermediate stroke position.
The 95th aspect of the present invention is:
84. The method of aspect 83, wherein the method further comprises adjusting a calibration curve of the cassette-based pump system based on the predicted final pressure.
The 96th aspect of the present invention is:
Aspect 83, wherein detecting the first peak includes calculating a difference between a set of consecutive data points from the at least one pressure sensor in communication with the control room.
This is the method described in .
The 97th aspect of the present invention is:
84. According to aspect 83, detecting the first peak further comprises applying data smoothing to a set of consecutive data points from the at least one pressure sensor.
This is the method.
The 98th aspect of the present invention is:
84. The method of aspect 83, further comprising identifying the first peak when a difference between successive sets of data points is less than a predetermined limit.
The 99th aspect of the present invention is:
A cassette-based pump system,
A fluid processing set comprising a pump cassette having a flexible membrane covering at least one pump chamber and at least one cassette valve gating fluid communication to a fluid reservoir;
at least one pump control room;
at least one valve control chamber;
at least one pressure sensor in communication with the at least one pump control chamber;
a pressure reservoir in selective communication with the at least one pump control chamber and the at least one valve control chamber via a plurality of pressure supply valves; and
in data communication with the pressure sensor, commanding the at least one cassette valve open, monitoring data from the at least one pressure sensor, identifying first and second pressure peaks; controller configured to predict final pressure based on the second pressure peak;
Cycla, including;
It is a system equipped with.
The 100th aspect of the present invention is:
100. The controller of aspect 99, wherein the controller is further configured to determine a length of a fluid line coupling the fluid reservoir to the cassette based on time data associated with the first and second peaks. It is a system.
The 101st aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the first peak is an overshoot peak and the second peak is an undershoot peak.
The 102nd aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the controller is further configured to adjust operating parameters based on the calculated head height.
The 103rd aspect of the present invention is:
The system of aspect 102, wherein the operating parameter is at least one pump pressure.
It is Tem.
The 104th aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the controller is further configured to refine the calibration curve based on the head height.
The 105th aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the fluid reservoir is a dialysate reservoir.
The 106th aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the fluid reservoir is a body cavity of the patient.
The 107th aspect of the present invention is:
Embodiments wherein the controller is further configured to displace a portion of the flexible membrane covering the at least one pump chamber to an intermediate stroke position before commanding the at least one cassette valve open. This is the system described in No. 99.
The 108th aspect of the present invention is:
Aspect 99 wherein the controller is further configured to determine a plurality of extension lines included in a fluid line coupling a fluid reservoir to the cassette based on time data associated with the first and second peaks. This is the system described in .
The 109th aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the controller is further configured to generate an error when the predicted final pressure exceeds the threshold.
A 110th aspect of the present invention is:
100. The system of aspect 99, wherein the controller is further configured to compare the predicted final pressure to a predefined allowable head height pressure threshold.
A 111th aspect of the present invention is:
A fluid line condition detector, the fluid line condition detector comprising:
a receptacle configured to hold a fluid line that is opaque to ultraviolet light;
optical sensor;
Infrared emitting LED,
UV light emitting LED,
a third LED;
in data communication with a light sensor, when the intensity of the infrared light sensed by the light sensor from the infrared light emitting LED exceeds a predetermined first threshold; a controller configured to determine that a suitable tube is present when below a predetermined second threshold;
, wherein the axis of the infrared emitting LED and the axis of the ultraviolet emitting LED are parallel to each other and also parallel to the axis of the optical sensor.
A 112th aspect of the present invention is:
The fluid line condition of aspect 111, wherein the axis of the infrared emitting LED is an optical axis of the infrared emitting LED, and the axis of the ultraviolet emitting LED is an optical axis of the ultraviolet emitting LED.
It is a detector.
A 113th aspect of the present invention is:
112. The fluid line of aspect 111, wherein the axis of the infrared emitting LED is a mechanical axis of the infrared emitting LED, and the axis of the ultraviolet emitting LED is a mechanical axis of the ultraviolet emitting LED.
In state detector.
A 114th aspect of the present invention is:
The fluid line shape according to aspect 111, wherein the axis of the optical sensor is the optical axis of the optical sensor.
It is a state detector.
A 115th aspect of the present invention is:
The fluid line of aspect 111, wherein the axis of the optical sensor is a mechanical axis of the optical sensor.
is a power-on state detector.
A 116th aspect of the present invention is:
The fluid line of aspect 111, wherein the third LED is the infrared emitting LED.
It is a state detector.
A 117th aspect of the present invention is:
112. The fluid line condition detector of aspect 111, wherein the axis of the third LED is at an angle other than parallel to the axis of the infrared emitting LED and the axis of the ultraviolet emitting LED.
The 118th aspect of the present invention is:
112. The fluid line status detector of aspect 111, wherein the axis of the ultraviolet emitting LED is configured to pass through a central portion of the fluid line installed within the receptacle.
The 119th aspect of the present invention is:
Aspect 111, wherein the receptacle includes a retainer for holding the fluid line.
The fluid line condition detector described in .
The 120th aspect of the present invention is:
112. The controller is further configured to determine that the fluid line is dry when light intensity from the third LED exceeds a predetermined dryness threshold.
Fluid line condition detector.
The 121st aspect of the present invention is:
The controller is configured to determine that the fluid line is primed when the light intensity from the third LED is below a predetermined priming threshold and the predetermined priming threshold is less than the predetermined drying threshold. The flow according to aspect 120, further comprising:
It is a body line condition detector.
The 122nd aspect of the present invention is:
The controller determines that the fluid line is primed when the light intensity from the infrared emitting LED is below a predetermined infrared light threshold and the light intensity from the third LED is below a predetermined priming threshold. 121. The fluid line condition detector of aspect 120, wherein the predetermined priming threshold is lower than the predetermined dryness threshold.
It is.
The 123rd aspect of the present invention is:
The controller is configured to increase the intensity of the ultraviolet light sensed from the ultraviolet light emitting LED by the light sensor when the intensity of the infrared light sensed from the infrared light emitting LED by the light sensor exceeds a predetermined first threshold. indicates that a suitable tube is present in the fluid line condition detector when the intensity of light emitted by the third LED is below a predetermined second threshold; The flow according to aspect 111, configured to determine
It is a body line condition detector.
The 124th aspect of the present invention is:
112. The fluid of aspect 111, wherein the controller is further configured to control the supply of power to the infrared emitting LED, the ultraviolet emitting LED, and the third LED.
It is a line condition detector.
The 125th aspect of the present invention is:
A fluid line condition detector for detecting the presence of a fluid line that is opaque to a first spectrum of light and at least translucent to a second spectrum of light, the fluid line condition detector comprising:
a receptacle configured to hold the fluid line;
optical sensor;
a first LED configured to emit light in a first spectrum;
a second LED configured to emit light in a second spectrum;
a third LED;
in data communication with a light sensor, when the intensity of the first spectrum of light sensed by the light sensor from the first LED is below a predetermined first threshold; the fluid line condition detector is configured to determine that the fluid line is present when the intensity of light of a second spectrum sensed by the optical sensor exceeds a predetermined second threshold; controller and
, wherein the first LED axis and the second LED axis are parallel to each other and also parallel to the optical sensor axis.
The 126th aspect of the present invention is:
126. The fluid line condition detector of aspect 125, wherein the first LED axis is the first LED optical axis and the second LED axis is the second LED optical axis. It is.
The 127th aspect of the present invention is:
126. The fluid line condition of aspect 125, wherein the first LED axis is the first LED mechanical axis and the second LED axis is the second LED mechanical axis. It is a detector.
The 128th aspect of the present invention is:
The fluid line shape according to aspect 125, wherein the axis of the optical sensor is the optical axis of the optical sensor.
It is a state detector.
The 129th aspect of the present invention is:
The fluid line of aspect 125, wherein the axis of the optical sensor is a mechanical axis of the optical sensor.
is a power-on state detector.
A 130th aspect of the present invention is:
Aspects wherein the third LED is configured to emit light in the second spectrum.
125.
The 131st aspect of the present invention is:
126. The fluid line status detector of aspect 125, wherein the axis of the third LED is at an angle other than parallel to the axis of the first LED and the axis of the second LED.
A 132nd aspect of the present invention is:
126. The fluid line of aspect 125, wherein the axis of the first LED is configured to pass through a central portion of the fluid line when the fluid line is installed in the receptacle.
It is a state detector.
The 133rd aspect of the present invention is:
Aspect 125, wherein the receptacle includes a retainer for holding the fluid line.
The fluid line condition detector described in .
The 134th aspect of the present invention is:
Aspect 125, wherein the controller is further configured to determine that the fluid line is dry when light intensity from the third LED exceeds a predetermined dryness threshold.
Fluid line condition detector.
A 135th aspect of the present invention is:
The controller is configured to determine that the fluid line is primed when the light intensity from the third LED is below a predetermined priming threshold and the predetermined priming threshold is less than the predetermined drying threshold. according to aspect 134, further comprising:
Fluid line condition detector. It is.
The 136th aspect of the present invention is:
The controller controls the fluid when the light intensity from the second LED is below a predetermined second light spectrum threshold and when the light intensity from the third LED is below a predetermined priming threshold. Aspect 134, further configured to determine that the line is primed, wherein the predetermined priming threshold is lower than the predetermined drying threshold.
is a fluid line condition detector.
The 137th aspect of the present invention is:
The controller is configured to detect when an intensity of light of the first spectrum sensed by the light sensor from the first LED is below a predetermined threshold; when the intensity of the light of the second spectrum is above a predetermined second threshold and when the intensity of the light sensed by the optical sensor from the third LED is below a predetermined third threshold; 126. The fluid line condition detector of aspect 125, configured to determine that the fluid line is present at the fluid line condition detector.
The 138th aspect of the present invention is:
126. The fluid line condition detector of aspect 125, wherein the controller is further configured to control the supply of power to the first, second, and third LEDs.
The 139th aspect of the present invention is:
126. The fluid line configuration of aspect 125, wherein the first spectrum is an ultraviolet spectrum.
It is a state detector.
A 140th aspect of the present invention is:
A fluid line according to aspect 125, wherein the second spectrum is an infrared spectrum.
It is a state detector.
The 150th aspect of the present invention is:
Aspect 125, wherein the fluid line is transparent to the second spectrum of light.
A fluid line status detector is installed.
The 151st aspect of the present invention is:
A method of detecting the presence of a suitable fluid line within a receptacle of a detector, the method comprising:
emitting a first spectrum of light from a first LED, the fluid line being opaque to the first spectrum of light;
emitting a second spectrum of light from a second LED, the fluid line being at least translucent to the second spectrum of light;
monitoring the intensity of received light using a light sensor located on an opposite side of the receptacle from the first LED and the second LED;
comparing the intensity of light received in the first spectrum to a first threshold;
comparing the intensity of light received in the second spectrum to a second threshold;
determining the presence of a suitable fluid line if the intensity of light in the first spectrum is less than a first threshold and the intensity of light in the second spectrum is greater than the second threshold; ,
A method including:
The 152nd aspect of the present invention is:
152. The method of aspect 151, wherein the first threshold corresponds to substantially no light transmission from the first LED to the optical sensor.
The 153rd aspect of the present invention is:
152. The method of aspect 151, wherein the first spectrum is an ultraviolet spectrum.
The 154th aspect of the present invention is:
152. The method according to aspect 151, wherein the second spectrum is a higher wavelength spectrum than the first spectrum.
The 155th aspect of the present invention is:
152. The method of aspect 151, wherein the second spectrum is an infrared spectrum.
The 156th aspect of the present invention is:
Aspect 151, wherein the fluid line is transparent to the second spectrum of light.
This is the method described.
The 157th aspect of the present invention is:
The method includes generating a notification when the intensity of light in the first spectrum is greater than the first threshold and the intensity of light in the second spectrum is greater than the second threshold. 152. The method of aspect 151, further comprising.
The 158th aspect of the present invention is:
The method of aspect 157, wherein generating the notification includes displaying a notification to reload the fluid line on a graphical user interface.
The 159th aspect of the present invention is:
152. The method of aspect 151, wherein axes of the first LED and the second LED are parallel to each other and parallel to an axis of the optical sensor.
The 160th aspect of the present invention is:
A fluid pump system.
pump and
a displacement volume sensing assembly;
a fluid line status detector having a receptacle for holding the fluid line, at least one optical sensor, and at least one LED;
a fluid transfer set including an output line configured to mate with the receptacle;
at least one fluid source;
a controller in data communication with the fluid line condition detector for powering at least one LED and monitoring an output signal of at least one light sensor when the exit line is installed in the receptacle to detect the configured to determine a light intensity value of the tube, configured to control operation of the pump to prime the output line with fluid from the at least one fluid source, and power to the at least one LED. a controller configured to monitor the output signal and stop operation of the pump when the output signal indicates that the light intensity value falls below a threshold for a primed line; and,
wherein the primed line threshold is calculated by the controller based on the dry tube strength readings.
The 161st aspect of the present invention is:
161. The system of aspect 160, wherein the primed line threshold is calculated by adding a constant to a percentage of the dry tube strength value.
The 162nd aspect of the present invention is:
161. The controller is configured to power the at least one LED multiple times, and the dry tube intensity value is based on a maximum light intensity value output from the light sensor multiple times. It is a system.
The 163rd aspect of the present invention is:
The controller is configured to power the at least one LED multiple times and monitor the output signal to determine a maximum light intensity value, the dry tube intensity value being equal to the maximum light intensity value and The system of aspect 160 is based on at least one limit.
It is.
The 164th aspect of the present invention is:
164. The system of aspect 163, wherein the limit is a minimum value of the dry tube strength value.
It is mu.
The 165th aspect of the present invention is:
161. The system of aspect 160, wherein the controller is further configured to generate a notification when the displaced volume sensing assembly indicates that the displaced volume of fluid is greater than a predetermined threshold. .
The 166th aspect of the present invention is:
166. The system of aspect 165, wherein the controller is configured to continue pumping upon receiving user input from a user interface of the system indicating that the output line is not yet fully primed.
The 167th aspect of the present invention is:
161. The system of aspect 160, wherein the pump is a diaphragm pump.
The 168th aspect of the present invention is:
161. The system of aspect 160, wherein the pump is a pneumatic diaphragm pump.
The 169th aspect of the present invention is:
161. The system of aspect 160, wherein a portion of the pump is included in a fluid transfer set.
The 170th aspect of the present invention is:
The system of aspect 160, wherein the at least one fluid source is a dialysate reservoir.
It is.
The 171st aspect of the present invention is:
161. The system of aspect 160, wherein the at least one LED includes a first LED positioned at an angle to an optical axis of the optical sensor.
The 172nd aspect of the present invention is:
In aspect 171, the at least one LED includes a second LED and a third LED.
This is the system described.
The 173rd aspect of the present invention is:
173. The system of aspect 172, wherein the second LED axis and the third LED axis are parallel to an optical axis of the optical sensor.
The 174th aspect of the present invention is:
A method of priming a fluid line, the method comprising:
installing a fluid line in a receptacle of a fluid line condition detector;
emitting light from at least one LED of the fluid line condition detector a first plurality of times;
monitoring an output signal of a light sensor of the fluid line condition detector and determining a maximum light intensity value based on the first plurality of output signals;
determining a primed line threshold based on the maximum light intensity value;
pumping fluid through the fluid line;
emitting light from the at least one LED of the fluid line condition detector a second plurality of times;
determining that the fluid line is primed when an output signal of the light sensor indicates that light intensity from the LED has exceeded a primed tube threshold;
A method including:
The 175th aspect of the present invention is:
175. The method of aspect 174, wherein installing the fluid line in the receptacle includes seating the fluid line within a channel of the fluid line condition detector.
The 176th aspect of the present invention is:
Aspect 17 wherein the method further comprises comparing the maximum light intensity to a limit and overwriting the maximum light intensity value with the value of the limit if the maximum light intensity value does not comply with the limit.
This is the method described in 4.
The 177th aspect of the present invention is:
Determining the maximum light intensity value based on the output signal includes comparing the light intensity value indicated by the output signal during the first plurality of times to a calibration value to determine a ratio. A method according to aspect 174.
The 178th aspect of the present invention is:
Aspect 177, wherein the calibration value is a light intensity value from the at least one LED output from the optical sensor when no tube is installed in the receptacle.
This is the method.
The 179th aspect of the present invention is:
175. The method of aspect 174, wherein determining the primed line threshold includes adding a constant to a percentage of the maximum light intensity value.
The 180th aspect of the present invention is:
Aspect 17, wherein the second plurality of times occurs during the process of pumping fluid through the line.
This is the method described in 4.
The 181st aspect of the present invention is:
175. The method of aspect 174, wherein emitting light from the at least one LED during the second plurality of times includes emitting light from a first, second, and third LED. .
The 182nd aspect of the present invention is:
175. The method of aspect 174, further comprising ceasing pumping fluid through the line when determining that the fluid line is primed.
The 183rd aspect of the present invention is:
175. The method of aspect 174, wherein the method further comprises monitoring a volume of fluid pumped through the displacement volume sensing assembly.
The 184th aspect of the present invention is:
184. The method of aspect 183, further comprising suspending the pumping of the fluid when the volume of the pumped fluid exceeds a first volume threshold.
The 185th aspect of the present invention is:
185. The method of aspect 184, further comprising restarting the pumping upon receiving user input indicating that the line is not yet fully primed.
The 186th aspect of the present invention is:
185. The method of aspect 184, further comprising inhibiting restart of the pump when the volume of pumped fluid exceeds a second volume threshold.
The 187th aspect of the present invention is:
A fluid pump system comprising:
pump and
a fluid line condition detector having a receptacle, at least one sensor, and at least one illuminator;
a fluid transfer set including an output line configured to mate with the receptacle;
a controller in data communication with a fluid line condition detector, the controller powering at least one illuminator and monitoring an output signal of at least one sensor when an exit line is attached to the receptacle; configured to determine a light intensity value for a dry tube, further configured to control operation of a pump to prime the output line with fluid from at least one fluid source, and powering at least one illuminator. and monitor an output signal to stop operation of the pump when the output signal indicates that the light intensity value has fallen below a primed line threshold that depends on the dry tube intensity value. The system is further configured.
The 188th aspect of the present invention is:
188. The system of aspect 187, wherein the primed line threshold is calculated by adding a constant to a percentage of the dry tube light intensity value.
The 189th aspect of the present invention is:
188. The controller is configured to power at least one illuminator multiple times, and the dry tube light intensity value is based on a maximum light intensity value output from the sensor over multiple times. It is a system.
The 190th aspect of the present invention is:
The controller is configured to power at least one illuminator multiple times and monitor the output signal to determine a maximum light intensity value, the dry tube light intensity value being the maximum light intensity value. and at least one limitation.
The 191st aspect of the present invention is:
The system of aspect 190, wherein the limit is a minimum value of the dry tube light intensity value.
It is Tem.
The 192nd aspect of the present invention is:
The system further includes a displacement volume sensing assembly, and the controller is further configured to generate a notification when the displacement volume sensing assembly indicates that the volume of the displacement fluid is greater than a predetermined threshold. , the system according to aspect 187.
The 193rd aspect of the present invention is:
193. The system of aspect 192, wherein the controller is configured to continue pumping upon receipt of the user input from the user interface of the system indicating that the output line is not yet fully primed. be.
The 194th aspect of the present invention is:
188. The system of aspect 187, wherein the pump is a diaphragm pump.
The 195th aspect of the present invention is:
188. The system of aspect 187, wherein the pump is a pneumatic diaphragm pump.
The 196th aspect of the present invention is:
188. The system of aspect 187, wherein a portion of the pump is included in the fluid transfer set.
The 197th aspect of the present invention is:
188. The system of aspect 187, wherein the at least one fluid source is a dialysate reservoir.
It is.
The 198th aspect of the present invention is:
188. The system of aspect 187, wherein the at least one illuminator includes a first LED positioned at an angle to an optical axis of the sensor.
The 199th aspect of the present invention is:
199. The system of aspect 198, wherein the at least one illuminator includes the second LED and the third LED.
The 200th aspect of the invention is:
199. The system of aspect 199, wherein the second LED axis and the third LED axis are parallel to the optical axis of the sensor.
The 201st aspect of the present invention is:
A capacitive measurement standard set or cycler substantially as shown and described herein.
The 202nd aspect of the present invention is:
Any of the systems, methods, and apparatus shown and described herein.

Claims (29)

流体ポンプシステムであって、
ポンプと、
流体ラインを保持するためのレセプタクル、少なくとも1つの光センサ、および少なくとも1つのLEDを有する流体ライン状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された出ラインを含む流体移送セットと、
少なくとも1つの流体源と、
前記流体ライン状態検出器とデータ通信するコントローラであって、少なくとも1つのLEDのうちの少なくとも1つに複数回電力を供給し、前記出口ラインが乾燥していて、前記セプタクルに取り付けられているときに、前記少なくとも1つの光センサの出力信号を監視して、複数回にわたって前記光センサからの最大光強度値および限界に基づいてドライチューブ光強度値を決定し;前記ドライチューブ光強度値の決定後に、前記少なくとも1つの流体源からの流体で前記出ラインをプライミングするように前記ポンプの動作を開始し;前記少なくとも1つのLEDのうちの少なくとも1つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号が、前記光強度値がプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示したときに前記ポンプの動作を停止するように構成された、コントローラと、
を備え、前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値に基づいて前記コントローラによって計算される、システム。
A fluid pump system comprising:
pump and
a fluid line status detector having a receptacle for holding the fluid line, at least one optical sensor, and at least one LED;
a fluid transfer set including an outlet line configured to mate with the receptacle;
at least one fluid source;
a controller in data communication with the fluid line condition detector, the controller energizing at least one of the at least one LED multiple times, the exit line being dry and attached to the receptacle ; monitoring an output signal of the at least one light sensor to determine a dry tube light intensity value based on a maximum light intensity value and a limit from the light sensor over a plurality of times; after determining the intensity value, initiating operation of the pump to prime the outlet line with fluid from the at least one fluid source; powering at least one of the at least one LED; a controller configured to monitor the output signal and stop operation of the pump when the output signal indicates that the light intensity value falls below a threshold for a primed line;
wherein the primed line threshold is calculated by the controller based on the dry tube light intensity value.
前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the primed line threshold is calculated by adding a constant to a percentage of the dry tube light intensity value. 前記限界は、前記ドライチューブ光強度値の最小値である、請求項1に記載のシステム。 2. The system of claim 1, wherein the limit is a minimum of the dry tube light intensity value. 前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、前記光強度値が前記プライミングされたラインの閾値を下回る前の変位された流体の容積が所定の変位された容積の閾値よりも大きいことを示すときに、通知を生成するように構成される、請求項1に記載のシステム。 The system further includes a displacement volume sensing assembly, and the controller is configured to determine whether the volume of displaced fluid before the light intensity value falls below a threshold of the primed line is a predetermined displacement. 2. The system of claim 1, wherein the system is configured to generate a notification when the volume is greater than a threshold value. 前記コントローラは、前記出口ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力を受信すると、前記ポンプの動作を調整し続けるように構成される、請求項4に記載のシステム。 5. The controller is configured to continue adjusting operation of the pump upon receiving user input from a user interface of the system indicating that the outlet line is not yet fully primed. system. 前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein a portion of the pump is included in the fluid transfer set. 前記少なくとも1つのLEDが、前記光センサの光軸に対して非平行な角度で配置された第1のLED軸を有する第1のLEDを含む、請求項1に記載のシステム。 2. The system of claim 1, wherein the at least one LED includes a first LED having a first LED axis disposed at an angle non-parallel to the optical axis of the photosensor. 前記少なくとも1つのLEDが、第1のLED、第2のLEDおよび第3のLEDを含む、請求項1に記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the at least one LED includes a first LED, a second LED, and a third LED. 前記第2のLEDの軸および前記第3のLEDの軸は、前記光センサの光軸に平行である、請求項8に記載のシステム。 9. The system of claim 8, wherein the second LED axis and the third LED axis are parallel to the optical axis of the photosensor. 流体ポンプシステムであって、
ポンプと、
レセプタクル、少なくとも1つのセンサ、および少なくとも1つの照明器を有する流体ライン状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された出ラインを含む流体移送セットと、
前記流体ライン状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、少なくとも1つの照明器のうちの少なくとも1つに電力を供給し、前記出口ラインが前記レセプタクルに取り付けられ、前記システムによってプライミングされていないときに(非プライミング状態)前記少なくとも1つのセンサの出力信号からの複数の出力信号読み取り値を収集して、前記複数の出力信号読み取り値からの最大光強度値を用いてドライチューブ光強度値を決定し;前記ドライチューブ光強度値の決定後、少なくとも1つの流体源からの流体で前記出ラインをプライミングするようにポンプの動作を制御し;前記少なくとも1つの照明器のうちの少なくとも1つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号は、前記光強度値が、前記出口ラインがプライミングされたことを示すプライミングされたラインの閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するように構成され、前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値に依存する、システム。
A fluid pump system comprising:
pump and
a fluid line condition detector having a receptacle, at least one sensor, and at least one illuminator;
a fluid transfer set including an outlet line configured to mate with the receptacle;
a controller in data communication with the fluid line condition detector, the controller configured to power at least one of the at least one illuminator, the exit line attached to the receptacle, and configured to be operated by the system; Collecting a plurality of output signal readings from the output signal of the at least one sensor when unprimed (unprimed state) and using the maximum light intensity value from the plurality of output signal readings to dry the tube. determining a light intensity value; after determining the dry tube light intensity value, controlling operation of a pump to prime the outlet line with fluid from at least one fluid source; and monitoring the output signal, the output signal indicating that the light intensity value has fallen below a primed line threshold indicating that the exit line has been primed. When the system is configured to stop operation of the pump , the primed line threshold is dependent on the dry tube light intensity value .
前記プライミングされたラインの閾値は、前記ドライチューブ光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、請求項10に記載のシステム。 11. The system of claim 10, wherein the primed line threshold is calculated by adding a constant to a percentage of the dry tube light intensity value. 前記最大光強度値は、前記ドライチューブ光強度値の最小値と比較され、前記ドライチューブ光強度値は、前記最大光強度値が前記最小値を下回るときに、前記最小値として設定される、請求項10に記載のシステム。 The maximum light intensity value is compared with a minimum value of the dry tube light intensity values, and the dry tube light intensity value is set as the minimum value when the maximum light intensity value is below the minimum value. The system according to claim 10. 前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、変位された流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに通知を生成するようにさらに構成される、請求項10に記載のシステム。 The system further includes a displacement volume sensing assembly, and the controller is further configured to generate a notification when the displacement volume sensing assembly indicates that the volume of fluid displaced is greater than a predetermined threshold. 11. The system of claim 10. 前記コントローラは、前記出ラインがまだ完全にプライミングされていないことを示す、前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時に前記ポンプの動作の再開を調整するように構成される、請求項13に記載のシステム。 14. The controller is configured to coordinate resumption of operation of the pump upon receipt of user input from a user interface of the system indicating that the outlet line is not yet fully primed. system described in. 前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、請求項10に記載のシステム。 11. The system of claim 10, wherein a portion of the pump is included in the fluid transfer set. 前記少なくとも1つの照明器は、前記センサの光軸に対して平行ではない角度で配置された第1のLEDを含む、請求項10に記載のシステム。 11. The system of claim 10, wherein the at least one illuminator includes a first LED positioned at an angle non-parallel to the optical axis of the sensor. 前記少なくとも1つの照明器は、第2のLEDおよび第3のLEDを含み、前記第2のLEDの軸および前記第3のLEDの軸は、前記センサの光軸に平行である、請求項16に記載のシステム。 16. The at least one illuminator includes a second LED and a third LED, and the axis of the second LED and the axis of the third LED are parallel to the optical axis of the sensor. system described in. 流体ポンプシステムであって、
ポンプと、
レセプタクル、少なくとも1つのセンサ、および少なくとも1つの照明器を有する導管状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された導管を含む流体移送セットと、
前記導管状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、少なくとも1つの照明器のうちの少なくとも1つに複数回電力を供給し、前記導管が前記レセプタクルに取り付けられているときに前記少なくとも1つのセンサからの出力信号を監視して、前記出力信号からの最大光強度値に基づいてプライミングされていない導管の光強度値を決定し;その後、前記ポンプの動作を制御して少なくとも1つの流体源から前記導管へ流体を送達し;前記1つ以上の照明器のうちの少なくとも1つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記出力信号が、前記光強度値が前記プライミングされていない導管の光強度値に基づいて計算された閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するように構成される、システム。
A fluid pump system comprising:
pump and
a conduit condition detector having a receptacle, at least one sensor, and at least one illuminator;
a fluid transfer set including a conduit configured to mate with the receptacle;
a controller in data communication with the conduit condition detector, the controller energizing at least one of the at least one illuminator multiple times when the conduit is attached to the receptacle; monitoring an output signal from one sensor to determine a light intensity value for an unprimed conduit based on a maximum light intensity value from the output signal; delivering a fluid from a source to the conduit; powering at least one of the one or more illuminators and monitoring the output signal, the output signal determining whether the light intensity value is the priming source; The system is configured to stop operation of the pump when indicating that the light intensity value of the conduit has fallen below a threshold value calculated based on a light intensity value of a conduit that has not been used.
前記閾値は、前記プライミングされていない導管の光強度値のパーセンテージに定数を加算することによって計算される、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18, wherein the threshold is calculated by adding a constant to a percentage of the unprimed conduit light intensity value. 前記プライミングされていない導管の光強度値は、少なくとも1つの限界を前記最大光強度値に適用することによって決定される、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18, wherein the unprimed conduit light intensity value is determined by applying at least one limit to the maximum light intensity value. 前記システムは、変位容積感知アセンブリをさらに含み、前記コントローラは、前記変位容積感知アセンブリが、変位された流体の容積が所定の閾値よりも大きいことを示すときに通知を生成するようにさらに構成される、請求項18に記載のシステム。 The system further includes a displacement volume sensing assembly, and the controller is further configured to generate a notification when the displacement volume sensing assembly indicates that the volume of fluid displaced is greater than a predetermined threshold. 20. The system of claim 18. 前記コントローラは、前記導管がまだ完全にプライミングされていないことを示す、前記システムのユーザインターフェースからのユーザ入力の受信時に更なる前記ポンプの動作を命令するように構成される、請求項21に記載のシステム。 22. The controller is configured to command further operation of the pump upon receipt of user input from a user interface of the system indicating that the conduit is not yet fully primed. system. 前記ポンプが、空気圧ダイヤフラムポンプである、請求項22に記載のシステム。 23. The system of claim 22, wherein the pump is a pneumatic diaphragm pump. 前記ポンプの一部が前記流体移送セットに含まれる、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18, wherein a portion of the pump is included in the fluid transfer set. 前記少なくとも1つの照明器は、前記センサの光軸に対して平行ではない角度で配置された第1のLEDを含む、請求項18に記載のシステム。 19. The system of claim 18, wherein the at least one illuminator includes a first LED positioned at an angle non-parallel to the optical axis of the sensor. 前記少なくとも1つの照明器は、第2のLEDおよび第3のLEDを含み、前記第2のLEDおよび前記第3のLEDは前記センサが配置された前記レセプタクルの部分とは反対側にある前記レセプタクルの第1側に配置される、請求項25に記載のシステム。 The at least one illuminator includes a second LED and a third LED, the second LED D and the third LED D being opposite the portion of the receptacle in which the sensor is disposed. 26. The system of claim 25, wherein the system is located on a first side of the receptacle at . 流体ポンプシステムであって、
ポンプと、
レセプタクル、少なくとも1つのセンサ、および少なくとも1つの照明器を有する導管状態検出器と、
前記レセプタクルに嵌合するように構成された導管を含む流体移送セットと、
導管状態検出器とデータ通信しているコントローラであって、前記導管が前記レセプタクルに取り付けられているが流体が前記ポンプによって送達される前に、前記導管に少なくとも1つの照明器のうちの少なくとも1つに電力を供給し、前記少なくとも1つのセンサからの出力信号を監視して、前記出力信号によって示される最大光強度値を用いてプライミングされていない導管の光強度値を決定し;前記ポンプの動作を制御して少なくとも1つの流体源から前記導管へ流体を送達し;前記1つ以上の照明器のうちの少なくとも1つに電力を供給し、前記出力信号を監視し、前記記出力信号が、前記光強度値が前記プライミングされていない導管の光強度値に基づいて計算された閾値を下回ったことを示すときに、前記ポンプの動作を停止するように構成される、システム。
A fluid pump system comprising:
pump and
a conduit condition detector having a receptacle, at least one sensor, and at least one illuminator;
a fluid transfer set including a conduit configured to mate with the receptacle;
a controller in data communication with a conduit condition detector, wherein at least one of the at least one illuminator is connected to the conduit while the conduit is attached to the receptacle but before fluid is delivered by the pump; monitoring an output signal from the at least one sensor to determine an unprimed conduit light intensity value using a maximum light intensity value indicated by the output signal; controlling operation to deliver fluid from at least one fluid source to the conduit; powering at least one of the one or more illuminators and monitoring the output signal; , the system is configured to stop operation of the pump when the light intensity value indicates that the light intensity value falls below a threshold value calculated based on the light intensity value of the unprimed conduit.
前記コントローラが、前記少なくとも1つの照明器のうちの少なくとも1つに電力を供給し、かつ前記出力信号を監視して前記導管がプライミングされていないことを確認するようにさらに構成されている、請求項27に記載のシステム。 Claim: wherein the controller is further configured to power at least one of the at least one illuminator and monitor the output signal to ensure that the conduit is not primed. The system according to item 27. 前記コントローラは、前記最大光強度値を少なくとも1つの限界に当てることによって、前記プライミングされていない導管の光強度値を決定するように構成される、請求項27に記載のシステム。 28. The system of claim 27, wherein the controller is configured to determine a light intensity value for the unprimed conduit by subjecting the maximum light intensity value to at least one limit.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10911515B2 (en) 2012-05-24 2021-02-02 Deka Products Limited Partnership System, method, and apparatus for electronic patient care
US11749393B2 (en) * 2019-05-31 2023-09-05 Becton, Dickinson And Company Systems, apparatuses and methods for capturing images of medical condition management events and related equipment with smartphone and related app that processes images to reduce medical errors
US11478755B2 (en) 2019-08-15 2022-10-25 Fenwal, Inc. Small volume processing systems and methods

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014512196A (en) 2011-01-18 2014-05-22 フレゼニウス ムディカル カーレ ドイチェランド ゲーエムベーハー Method for referring to functional specification mark of medical technology function means, medical technology function means, medical device and control device
JP2017522929A (en) 2014-06-05 2017-08-17 デカ・プロダクツ・リミテッド・パートナーシップ System for calculating fluid volume changes in a pumping chamber
US20170268495A1 (en) 2016-03-18 2017-09-21 Deka Products Limited Partnership Pressure control gaskets for operating pump cassette membranes

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5350357A (en) 1993-03-03 1994-09-27 Deka Products Limited Partnership Peritoneal dialysis systems employing a liquid distribution and pumping cassette that emulates gravity flow
AU9022598A (en) 1997-08-22 1999-03-16 Deka Products Limited Partnership Automated health care system
WO1999010028A1 (en) 1997-08-22 1999-03-04 Deka Products Limited Partnership System, method and cassette for mixing and delivering intravenous drugs
US6343614B1 (en) 1998-07-01 2002-02-05 Deka Products Limited Partnership System for measuring change in fluid flow rate within a line
SE513522C2 (en) 1998-09-10 2000-09-25 Gambro Ab Device for monitoring a fluid tube
US6302653B1 (en) 1999-07-20 2001-10-16 Deka Products Limited Partnership Methods and systems for detecting the presence of a gas in a pump and preventing a gas from being pumped from a pump
US6382923B1 (en) 1999-07-20 2002-05-07 Deka Products Ltd. Partnership Pump chamber having at least one spacer for inhibiting the pumping of a gas
US6503062B1 (en) 2000-07-10 2003-01-07 Deka Products Limited Partnership Method for regulating fluid pump pressure
MXPA05000951A (en) 2002-07-24 2005-05-16 Deka Products Lp Optical displacement sensor for infusion devices.
US8158102B2 (en) 2003-10-30 2012-04-17 Deka Products Limited Partnership System, device, and method for mixing a substance with a liquid
US7354190B2 (en) 2003-10-30 2008-04-08 Deka Products Limited Partnership Two-stage mixing system, apparatus, and method
US20050209563A1 (en) 2004-03-19 2005-09-22 Peter Hopping Cassette-based dialysis medical fluid therapy systems, apparatuses and methods
EP2335754B1 (en) 2006-02-09 2013-12-18 DEKA Products Limited Partnership Patch-sized fluid delivery systems
EP4074353A1 (en) 2006-04-14 2022-10-19 DEKA Products Limited Partnership Diaphragm, pump and pump cassette
US8226595B2 (en) 2006-05-26 2012-07-24 Baxter International Inc. Automated dialysis system driven by gravity and vacuum
US8409441B2 (en) 2007-02-27 2013-04-02 Deka Products Limited Partnership Blood treatment systems and methods
US8512553B2 (en) 2007-07-05 2013-08-20 Baxter International Inc. Extracorporeal dialysis ready peritoneal dialysis machine
US7892197B2 (en) 2007-09-19 2011-02-22 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Automatic prime of an extracorporeal blood circuit
US10201647B2 (en) * 2008-01-23 2019-02-12 Deka Products Limited Partnership Medical treatment system and methods using a plurality of fluid lines
US20090294359A1 (en) 2008-06-03 2009-12-03 Baxter International Inc. Priming system and method using pumping and gravity
US9677555B2 (en) 2011-12-21 2017-06-13 Deka Products Limited Partnership System, method, and apparatus for infusing fluid
US9999717B2 (en) 2011-05-24 2018-06-19 Deka Products Limited Partnership Systems and methods for detecting vascular access disconnection
US11217340B2 (en) 2011-12-21 2022-01-04 Deka Products Limited Partnership Syringe pump having a pressure sensor assembly
ES2548330T3 (en) 2012-09-28 2015-10-15 Gambro Lundia Ab An apparatus for extracorporeal blood treatment and a control method for it
AU2013201553B1 (en) 2012-12-13 2014-05-29 Gambro Lundia Ab Cassette for pumping a treatment solution through a dialyzer
ITRE20130039A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-05 Raimondi Spa LEVELING SPACER DEVICE FOR INSTALLING LASTRIFORM FACTS FOR SURFACE COATING
WO2016181989A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-17 日機装株式会社 Blood purification device and priming method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014512196A (en) 2011-01-18 2014-05-22 フレゼニウス ムディカル カーレ ドイチェランド ゲーエムベーハー Method for referring to functional specification mark of medical technology function means, medical technology function means, medical device and control device
JP2017522929A (en) 2014-06-05 2017-08-17 デカ・プロダクツ・リミテッド・パートナーシップ System for calculating fluid volume changes in a pumping chamber
US20170268495A1 (en) 2016-03-18 2017-09-21 Deka Products Limited Partnership Pressure control gaskets for operating pump cassette membranes

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